Capítulo 01. Introducción y conceptos básicos

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-163 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-163 Es bien sabido que a la misma temperatura del aire en exteriores una persona se enfría con una rapidez mayor cuando sopla el viento, debido al aumento del coeficiente de transferencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-162 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-162 Conduzca este experimento para determinar el coeficiente combinado de transferencia de calor entre un foco incandescente de 60 W, por un lado, y el aire y las superficies de alrededor, por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-161 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-161 Con la información de las facturas de las compañías generadoras de electricidad para el mes más frío del año, estime la rapidez promedio de la pérdida de calor de su casa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-160 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-160 Escriba un ensayo sobre la manera en que funciona el horno de microondas y explique cómo es que cocinan mucho más rápido que los hornos convencionales. Discuta si los hornos eléctricos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-159 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-159 En una noche clara y tranquila, el cielo parece ser un cuerpo negro con una temperatura equivalente de 250 K. ¿Cuál es la temperatura del aire cuando un campo de fresas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-158 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-158 Mientras transita por una carretera temprano en la tarde, el flujo de aire sobre un automóvil establece un coeficiente global de transferencia de calor de 18 W/m2 · K. La cabina…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-157 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-157 Una persona parada en un cuarto pierde calor hacia el aire que hay en éste, por convección, y hacia las superficies de alrededor, por radiación. Tanto el aire del cuarto como…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-156 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-156 Se calienta un cuarto por medio de un calefactor de resistencia eléctrica de 1.2 kW cuyos alambres tienen un diámetro de 4 mm y una longitud total de 3.4 m. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-155 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-155 Un alambre eléctrico mide 25 cm de largo y 0.4 cm de diámetro, y se utiliza para determinar en forma experimental el coeficiente de transferencia de calor por convección en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-154 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-154 Se puede hacer una aproximación de la cabeza de una persona como una esfera de 25 cm de diámetro a 35°C, con una emisividad de 0.95. Se pierde calor de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-153 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-153 Una superficie negra de 3 m2, que está a 140°C, está perdiendo calor hacia el aire de los alrededores que se encuentra a 35°C, por convección con un coeficiente de transferencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-152 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-152 Se suspende una bola negra de 30 cm de diámetro en el aire y se está perdiendo calor hacia el aire de los alrededores, que está a 25°C, por convección y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-151 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-151 Se enfría un objeto con forma de prisma rectangular de 10 cm x 12 cm x 14 cm, hecho de madera (p = 721 kg/m3, cp = 1.26 kJ/kg · °C),…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-150 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-150 Es frecuente que procesos comerciales de recubrimiento de superficies utilicen lámparas infrarrojas para acelerar el secado del recubrimiento. Se recubre una superficie de 4 m  4 m con una capa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-149 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-149 Más de 90% de la energía disipada por un foco incandescente es en forma de calor, no de luz. ¿Cuál es la temperatura de un filamento de tungsteno encerrado al vacío,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-148 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-148 Se usa un alambre de resistencia eléctrica de 40 cm de largo y 0.4 cm de diámetro, sumergido en agua, para determinar el coeficiente de transferencia de calor por convección en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-147 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-147 Un tablero de circuitos de 10 cm de alto y 20 cm de ancho aloja sobre su superficie 100 chips espaciados en forma cerrada, generando cada uno de ellos calor a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-146 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-146 Se pierde calor a razón de 500 W a través de una pared de ladrillos (k
0.72 W/m · °C) que tiene 4 m de largo, 3 m de ancho…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-145 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-145 A través de una pared compuesta de 9 m  3 m de dimensiones y de 0.3 m de espesor ocurre conducción de calor estable a razón de 1.2 kW. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-144 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-144 La pared de una casa calentada eléctricamente tiene 9m de largo, 3 m de alto y 0.35 m de espesor, y una conductividad térmica efectiva de 0.7 W/m · °C. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-143 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-143 Se pierde calor en forma continua a través de una ventana de vidrio de 2 m  3 m y 0.5 cm de espesor cuya conductividad térmica es de 0.7 W/m…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-142 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-142 Entra aire a 50°C a un tubo de 12 m de largo y 7 cm de diámetro, a razón de 0.06 kg/s. El aire se enfría a una razón promedio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-141 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-141 Entra agua a 20°C a un tubo, a razón de 0.50 kg/s, y se calienta hasta 60°C. La razón de la transferencia de calor al agua es: a) 20 kW   …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-140 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-140 Se deja una bebida embotellada fría (m = 2.5 kg, cp = 4.200 J/kg · °C) a 5°C sobre una mesa en un cuarto. Se observa que la temperatura promedio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-139 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-139 Se enfrían bolas de acero a 140°C con un calor específico de 0.5 kJ/kg · °C, en un baño de aceite a una temperatura promedio de 85°C a razón de 35…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-138 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-138 Se enfrían huevos con una masa de 0.15 kg cada uno y calor específico de 3.32 kJ/kg, de 32°C a 10°C, a razón de 200 huevos por minuto. La tasa de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-137 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-137 Se sumerge un calentador eléctrico de 2 kW en 30 kg de agua y se enciende y mantiene así durante 10 min. Durante el proceso, se pierden del agua 500 kJ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-136 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-136 Un bloque cúbico de hierro caliente, de 16 cm  16cm  16 cm, se enfría a una tasa promedio de 80 W. El flujo de calor es: a) 195 W/m2 …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-135 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-135 En una habitación se enciende un calentador eléctrico de 1 kW y se mantiene así durante 50 minutos. La cantidad de energía transmitida por el calentador a la habitación es a)…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-134 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-134 Considere dos materiales diferentes, A y B. La razón de las conductividades térmicas es kA/kB
13, la razón de las densidades es rA/rB
0.045 y la razón de los…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-133 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-133 ¿Cuál de las ecuaciones siguientes se utiliza para determinar el flujo de calor emitido por radiación térmica desde una superficie? a) kA dT/dx  b) kgrad T c) h(T2T1) d) esT 4…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-132 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-132 ¿Cuál de las ecuaciones siguientes se utiliza para determinar el flujo de calor por convección? a) -kA  b) -kgrad T c) h(T2T1) d) esT 4 e) Ninguna de ellas Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-131 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-131 ¿Cuál de las ecuaciones siguientes se utiliza para determinar el flujo de calor por conducción? a) -kA  b) -kgrad T  c) h (T2-T1)  d) esT 4 e) Ninguna de ellas. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-130 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-130 Un bloque de motor con un área superficial de 0.95 m2 genera una potencia neta de salida de 50 kW y tiene una eficiencia de 35%. El bloque de motor opera…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-129 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-129 Una pista de patinaje sobre hielo está ubicada en un edificio en donde el aire está a Taire 20°C y las paredes, a Tw 25°C. El coeficiente de transferencia de calor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-128 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-128 Un calefactor eléctrico con área superficial total de 0.25 m2 y una emisividad de 0.75 está en un cuarto en donde el aire tiene una temperatura de 20°C y las paredes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-127 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-127 Vuelva a considerar el problema 1-126. Usando el software EES (u otro semejante) trace la gráfica de la razón de pérdida de calor a través de la ventana en función del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-126 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-126 La razón de pérdida de calor a través de una unidad de área superficial de una ventana por unidad de diferencia en la temperatura entre el interior y el exterior se…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-125 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-125 Considere un colector solar de placa plana colocado en el techo de una casa. Se miden las temperaturas en las superficies interior y exterior de la cubierta de vidrio y resultan…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-124 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-124 Se van a calentar válvulas para motores (cp
440 J/kg · °C y r
7 840 kg/m3) desde 40°C hasta 800°C en 5 minutos, en la sección de tratamientos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-123 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-123 Considere un horno cúbico de 3 m  3 m  3 m cuyas superficies superior y laterales se aproximan mucho a las superficies negras a una temperatura de 1 200…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-122 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-122  Se va a calentar un cuarto de 4 m  5 m  6 m por medio de una tonelada (1 000 kg) de agua líquida contenida en un tanque colocado…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-121 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-121 Una placa metálica delgada tiene aislada la parte posterior y la superficie del frente expuesta a la radiación solar. La superficie expuesta de la placa tiene una absortividad de 0.7 para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-120 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-120 Se sabe bien que el viento hace que el aire frío se sienta mucho más frío como resultado del efecto de enfriamiento por el viento, que se debe al aumento en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-119 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-119 Una máquina para soldar eléctrica tiene un electrodo cilíndrico de un diámetro de 2.5 mm y una longitud de 20 mm. Con el tiempo y el uso el electrodo se ha…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-118 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-118 Se usa un alambre de resistencia eléctrica de 70 cm de largo y 2 mm de diámetro, sumergido en agua, para determinar en forma experimental el coeficiente de transferencia de calor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-117 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-117 Considere una casa en Atlanta, Georgia, que se mantiene a 22°C y tiene un total de 20 m2 de área de ventanas. Éstas son del tipo de doble puerta con marcos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-116C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-116C ¿Por qué es necesario ventilar los edificios? ¿Cuál es el efecto de la ventilación sobre el consumo de energía para la calefacción en el invierno y para el enfriamiento en el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-115C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-115C ¿Qué es estratificación? ¿Es probable que ocurra en lugares con techos bajos o altos? ¿Cómo causa incomodidad térmica en los ocupantes de un cuarto? ¿Cómo puede evitarse la estratificación? Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 1-114C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 1-114C ¿Cómo a) la corriente de aire y b) las superficies frías del piso causan incomodidad en los ocupantes de un cuarto? Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…