Biofísica UBA XXI Final Feb 22 6. Termodinámica

 Por un caño de 3,8 cm de diámetro y 1,5 m de largo circula agua caliente. Sabiendo que a través de su pared, de 3 mm de espesor, se transmiten 19,8 kcal en 10 segundos, determinar a qué temperatura se encuentra la superficie externa del caño.

Datos: constante de conductividad térmica = 8,3.10^ -5 kcal/cm.s.°C, temperatura del agua = 50 °C, Area expuesta del caño = 1,79.10^5 mm² .

 

	a) 38 °C		b) 40 °C
X	c) 46 °C		d) 27 °C
	e) 30 °C		f) 4 °C

 

Q/t = - k A ΔT / Δx (Fourier)

 

Donde

Q = calor transmitido = 19,8 kcal

t = tiempo = 10 seg

k = constante de conductividad térmica = 8,3x10^-5 kcal/cm.s.°C  

A = área  expuesta del  caño = 1,79 x 10^5 mm² = 1,79x10^3 cm²

ΔT = diferencia de temperatura = Tint – Text

Tint = temperatura interna = 50 ºC

Text = temperatura externa

Δx = espesor del caño = 3 mm = 0,3 cm

 

Reemplazando y despejando ΔT

ΔT = Q/t Δx / (- k A) = 19,8 kcal/10 seg 0,3 cm / ( - 8,3x10^-5 kcal/cm.s.°C 1,79x10^3 cm² ) =   - 4 ºC

Tint = Tex – ΔT = 50 ºC – 4 ºC =  46 ºC