Biofísica UBA XXI Final Feb 21 109. Termodinámica

109. Un recipiente de poliestireno expandido (constante de conductividad térmica 1,19 x10^-2 cal/m.s. ºC) contiene 1100 g de helado. Dicho recipiente es de forma cubica, de 10,5 cm de lado y sus paredes tienen un espesor de 0,2 dm. Si la temperatura ambiente es de 37  ºC, determine el calor que se transmitirá al helado en la unidad de tiempo, mientras su temperatura sea de -12 ºC.

 

 a. 145,3 cal/s.

 b. 5,22 kcal/h.

 c. 66,46 kcal/h.

█ d. 115,2 cal/min.

 e. 11,07 kcal/min.

 

Q/Δt = - k A ΔT / Δx (Ley de Fourier)

 

donde

Q = calor transmitido

Δt  = tiempo

Q/Δt = potencia o flujo

k = conductividad = 1,19 x 10^-2 cal/m.s. C

A = Sección (área lateral  del cubo) = 6 * (10,5 cm)² = 6 * (0,105 m)²

ΔT = variación de la temperatura = - 12  C – 37 C = - 49  C

Δx = longitud o espesor = 0,2 dm = 0,02 m

 

reemplazando

Q/Δt =  -1,19 x 10^-2 cal/m.s. C 6 (0,105 m)² ( - 49  C) / 0,02 m = 1,93 cal/s

 

Q/Δt = 1,93 cal/s * 60 s/min = 115,72 cal/min

Q/Δt = 115,72 cal/min * 60 min/ h  = 6.942,97 cal/h = 6,94 kcal/h