Capítulo 02. Ecuación de la conducción de calor

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-124C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-124C ¿Cómo reconoce una ecuación diferencial lineal homogénea? Dé un ejemplo y explique por qué es lineal y homogénea Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-123C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-123C ¿Cómo distingue una ecuación diferencial lineal de una no lineal? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-122C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-122C ¿Cómo se determina el orden de una ecuación diferencial? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-121C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-121C ¿Cuál es la diferencia entre una ecuación diferencial ordinaria y una ecuación diferencial en derivadas parciales? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-120C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-120C ¿Cuál es la diferencia entre una ecuación algebraica y una ecuación diferencial? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-119C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-119C ¿Cómo está relacionada la integración con la derivación? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-118C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-118C Considere una función f(x) y su derivada df/dx. ¿Esta derivada tiene que ser función de x? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-117C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-117C Considere una función f(x, y) y su derivada parcial
f/
x. ¿En qué condiciones esta derivada parcial será igual a la derivada ordinaria df/dx? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-116C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-116C ¿Cuál es la diferencia entre el grado y el orden de una derivada? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-115C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-115C ¿Cuál es la interpretación geométrica de una derivada? ¿Cuál es la diferencia entre las derivadas parciales y las ordinarias? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-114C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-114C ¿Una ecuación diferencial puede contener más de una variable independiente? ¿Puede contener más de una dependiente? Dé ejemplos Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-113C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-113C ¿Qué es una variable? ¿Cómo distingue una variable dependiente de una independiente en un problema? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-112C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-112C ¿Por qué con frecuencia se utilizan suposiciones simplificadoras cuando se derivan ecuaciones diferenciales? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-111 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-111 Vuelva a considerar el problema 2-110. Usando el software EES (o cualquier otro semejante), trace la gráfica de la razón de conducción de calor a través de la placa en función…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-100 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-100 Vuelva a considerar el problema 2-99. Usando la relación dada para la generación de calor en la pared, trace la gráfica de esa generación en función de la distancia x en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-99 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-99 Considere una pared plana grande de espesor L 0.05 m. La superficie de la pared en x 0 está aislada, en tanto que la superficie en x L se mantiene a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-98 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-98 Se está usando una resistencia de alambre homogénea y larga de radio ro 5 mm para calentar el aire en un cuarto por el paso de la corriente eléctrica. El calor…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-97 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-97 Vuelva a considerar el problema 2-96. Usando la relación obtenida para la variación de la temperatura en la esfera, trace la gráfica de la temperatura en función del radio r en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-96 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-96 Considere una pieza esférica homogénea de material radiactivo de radio r0 0.04 m que está generando calor a una razón constante de e · gen 5 107 W/m3. El calor generado…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-95I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-95I Repita el problema 2-94I para un alambre de manganeso (k 4.5 Btu/h · ft · °F). Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-94I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-94I Se genera uniformemente calor a razón de 3 kW por ft de longitud en una resistencia eléctrica de alambre de 0.08 in de diámetro hecha de acero al níquel (k 5.8…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-93 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-93 Una resistencia eléctrica de alambre de 3 kW y 6 m de largo está hecha de acero inoxidable de 0.2 cm de diámetro (k 15.1 W/m · °C). La resistencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-92 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-92 Considere una placa grande de acero inoxidable de 3 cm de espesor (k 15.1 W/m · °C) en la cual se genera uniformemente calor a razón de 5 105 W/m3. Ambos…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-91 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-91 En un reactor nuclear, barras cilíndricas de uranio de 1 cm de diámetro, enfriadas por agua desde fuera, sirven como combustible. El calor se genera uniformemente en las barras (k 29.5…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-90 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-90 Vuelva a considerar el problema 2-89. Usando la relación obtenida para la variación de la temperatura en el alambre, trace la gráfica de la temperatura en la línea central de éste…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-89 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-89 Un alambre de resistencia homogénea con un radio ro 0.6 cm y conductividad térmica de k 15.2 W/m · K se está utilizando para hervir agua a temperatura atmosférica a través…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-88 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-88 Considere una placa grande de espesor L en la cual se genera uniformemente calor a razón de e·gen. Uno de los lados de la placa está aislado en tanto que el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-87 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-87 Vuelva a considerar el problema 2-86. Usando la relación obtenida para la variación de la temperatura en el cilindro, trace la gráfica de la temperatura en función del radio r en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-86 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-86 Considere un cilindro sólido largo de radio r0 4 cm y conductividad térmica k 25 W/m · °C. Se genera calor uniformemente en el cilindro a razón de e·gen 35 W/cm3…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-85 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-85 Se usa un alambre calentador de resistencia de 2 kW, con conductividad térmica de k 20 W/m · °C, un diámetro de D 4 mm y una longitud de L 0.9…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-84 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-84 Un satélite de comunicaciones esférico con un diámetro de 2.5 m, orbita alrededor de la Tierra. La superficie externa del satélite en el espacio tiene una emisividad de 0.75 y una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-83 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-83 Una barra cilíndrica de combustible nuclear de 1 cm de diámetro está revestida por un tubo concéntrico de 2 cm de diámetro, donde el agua refrigerante fluye por la región anular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-82 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-82 Vuelva a considerar el problema 2-81. Usando el software EES (o cualquier otro semejante), investigue el efecto del coeficiente de transferencia de calor sobre las temperaturas más alta y más baja…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-81 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-81 Considere una placa grande de latón de 5 cm de espesor (k 111 W/m · °C) en la cual se genera uniformemente calor a razón de 2 105 W/m3. Uno de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-80 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-80 ¿La generación de calor en un sólido viola la primera ley de la termodinámica, en la cual se afirma que la energía no se puede crear ni destruir? Explique. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-79C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-79C Considere el calentamiento uniforme de una placa en un medio a una temperatura constante. ¿Es posible que parte del calor generado en la mitad izquierda de la placa salga de ésta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-78 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-78 Una plancha se deja desatendida y la temperatura de su base se eleva como resultado del calentamiento por resistencia desde su interior. ¿Cuándo la razón de generación de calor dentro de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-77 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-77 ¿Qué es generación de calor? Dé algunos ejemplos Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-76C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-76C Considere la generación uniforme de calor en un cilindro y una esfera de radio igual, fabricados del mismo material, en el mismo medio. ¿En cuál configuración geométrica se tendrá una temperatura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-75 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-75 Vuelva a considerar el problema 2-74. Usando la relación obtenida para la variación de la temperatura en el material del recipiente, trace la gráfica de la temperatura en función del radio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-74 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-74 En una instalación de procesamiento de alimentos se usa un recipiente esférico de radio interior r1 40 cm, radio exterior r2 41 cm y conductividad térmica k 1.5 W/m · °C…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-73 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-73 Repita el problema 2-72I descartando la transferencia de calor por radiación. Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-72I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-72I Una placa grande de acero que tiene un espesor de L 4 in, conductividad térmica de k 7.2 Btu/h · ft · °F y una emisividad de e 0.7 está tendida…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-71I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-71I Un recipiente esférico de radio interior r1 2 m, radio exterior r2 2.1 m y conductividad térmica k 30 W/m · °C está lleno de agua con hielo a 0°C. El…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-70I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-70I Considere un tubo de vapor de agua de longitud L 30 ft, radio interior r1 2 in, radio exterior r2 2.4 in y conductividad térmica k 7.2 Btu/h · ft ·…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-69 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-69 En la producción submarina de petróleo y gas natural, los fluidos de hidrocarburo pueden salir del yacimiento con una temperatura de 70ºC y fluir a través del entorno submarino de 5ºC.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-68 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-68 La tubería de una fábrica transporta vapor sobrecalentado a una razón de flujo de masa de 0.3 kg/s. La tubería mide 10 m de longitud, 5 cm de diámetro y sus…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-67 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-67 Considere un tubo de agua fría de longitud L, radio interior r1, radio exterior r2 y conductividad térmica k. El agua fluye en el tubo a una temperatura Tf y el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-66 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-66 Vuelva a considerar el problema 2-64. Usando la relación obtenida para la variación de la temperatura en la base de la placa, trace la gráfica de la temperatura en función de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 2-65 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 2-65 Repita el problema 2-64 para una plancha de 1 200 W Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA…