Capítulo 12. Fundamentos de la radiación térmica

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-64C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-64C ¿Qué cambios advertiría el lector si el Sol emitiera radiación a una temperatura efectiva de 2 000 K, en lugar de 5 762 K? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-63C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-63C ¿Qué es la constante solar? ¿Cómo se usa para determinar la temperatura superficial efectiva del Sol? ¿Cómo cambiaría el valor de la constante solar si se duplicara la distancia entre la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-62 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-62 Una placa horizontal experimenta irradiación uniforme sobre las superficies superior e inferior. La temperatura ambiente que rodea a la placa es 290 K con un coeficiente de transferencia de calor por…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-61 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-61 Una placa horizontal opaca está bien aislada de los bordes y en la superficie inferior. La irradiación sobre la placa es 3 000 W/m2 de los cuales 500 W/m2 se reflejan.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-60 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-60 Considere una placa horizontal opaca bien aislada de los bordes y en la superficie inferior. La placa se irradia de manera uniforme desde arriaba mientras fluye aire a T
300…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-59 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-59 La variación de la transmisividad espectral de una ventana de vidrio de 0.6 cm de espesor es la que se muestra en la figura P12-59. Determine la transmisividad promedio de esta…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-58 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-58 La reflectividad del aluminio recubierto con sulfato de plomo es 0.35 para la radiación a longitudes de onda menores que 3 mm y 0.95 para la radiación a longitudes de onda…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-57 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-57 La variación de la absortividad espectral de una superficie es como se muestra en la figura P12-57. Determine la absortividad y la reflectividad promedios de la superficie para la radiación que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-56 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-56 Se puede decir que la emisividad de una superficie recubierta con óxido de aluminio es aproximadamente 0.15 para la radiación a longitudes de onda menores que 5 mm, y 0.9 para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-55 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-55 Las variaciones de la emisividad espectral de dos superficies son como se dan en la figura P12-55. Determine la emisividad promedio de cada una de las superficies a T
3…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-54 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-54 Se puede decir que la emisividad de un filamento de tungsteno es aproximadamente 0.5, para la radiación a longitudes de onda menores que 1 mm, y 0.15, para la radiación a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-53 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-53 Un horno que tiene una ventana de vidrio de 40 cm  40 cm se puede considerar como un cuerpo negro a 1 200 K. Si la transmisividad del vidrio es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-52I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-52I Se sabe que una pieza esférica de 5 in de diámetro emite radiación a razón de 480 Btu/h, cuando su temperatura superficial es de 950 R. Determine la emisividad promedio de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-51 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-51 La función de emisividad espectral de una superficie opaca a 1 000 K se puede expresar aproximadamente como Determine la emisividad promedio de la superficie y la razón de la emisión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-50 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-50 Considere una placa horizontal opaca bien aislada de los bordes y en la superficie inferior. La placa se mantiene a 500 K, tiene una absortividad hemisférica total de 0.51 y la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-49 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-49 Una pequeña superficie de área A1
5 cm2 emite radiación como un cuerpo negro a T1
1 000 K. Un sensor de radiación de área A2
3 cm2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-48C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-48C Podemos ver el interior de un horno de microondas durante su operación a través de su puerta de vidrio, lo cual indica que radiación visible está escapando de dicho horno. ¿Piensa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-47C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-47C ¿Qué es el efecto de invernadero? ¿Por qué es un asunto que preocupa mucho a los científicos especializados en la atmósfera? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-46C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-46C Defina las propiedades de emisividad y absortividad. ¿Cuándo estas dos propiedades son iguales entre sí? 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 12-45C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-45C ¿Qué es un cuerpo gris? ¿Cuál es su diferencia con un cuerpo negro? ¿Qué es una superficie gris difusa? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-44 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-44 Considere una abertura de 10 mm de diámetro a la cual la radiación se emite en forma de un cuerpo negro con una potencia de emisividad de 2.87  105 W/m2.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-43 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-43 Una pequeña superficie de área A1
3 cm2 emite radiación como un cuerpo negro a T1
1 000 K. Un detector de radiación (A2) se coloca normal hacia la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-42 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-42 Considere que la intensidad de la radiación solar incidente en la superficie terrestre puede expresarse como Ii
100 cos u, donde Ii tiene las unidades de W/m2 · sr. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-41 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-41 Una superficie pequeña de área A
1 cm2 se sujeta a radiación incidente de intensidad constante Ii
2.2  104 W/m2 · sr sobre el hemisferio completo. Determine la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-40 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-40 Una superficie pequeña de área A1
7 cm2 emite radiación como un cuerpo negro a T1
800 K. Parte de la radiación emitida por A1 choca contra otra superficie…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-39 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-39 Repita el problema 12-38 para una esfera de 4 m de diámetro. 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 12-38 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-38 Una pequeña superficie circular de área A1 = 2 cm2 ubicada en el centro de una esfera de 2 m de diámetro emite radiación como un cuerpo negro a T1
…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-37 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-37 Una superficie pequeña de área A
1 cm2 emite radiación como un cuerpo negro a 2 100 K. Determine la razón a la cual se emite energía de radiación a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-36 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-36 Una superficie pequeña de área A1
3 cm2 emite radiación como un cuerpo negro y parte de la radiación emitida por A1 alcanza a otra pequeña superficie de área A2…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-35 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-35 Una pequeña superficie de área A1
3 cm2 emite radiación como un cuerpo negro con una potencia emisiva total de Eb
5.67  104 W/m2. Parte de la radiación…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-34C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-34C ¿Cómo se define la intensidad de la radiación emitida? Para una superficie difusamente emisora, ¿de qué manera se relaciona el poder de emisión con la intensidad de la radiación emitida? Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-33C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-33C Para una superficie, ¿cómo se define radiosidad? Para superficies difusamente emisoras y reflectoras, ¿cómo se relaciona la radiosidad con las intensidades de la radiación emitida y reflejada? Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-32C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-32C Cuando se conoce la variación de la cantidad de radiación espectral con la longitud de onda, ¿cómo se determina la cantidad total correspondiente? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-31C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-31C ¿Qué representa un ángulo sólido y en qué se diferencia de un ángulo plano? ¿Cuál es el valor de un ángulo sólido asociado con una esfera? Solución: Solución 1: Canal  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-30 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-30 La flama de un cerillo puede aproximarse como un cuerpo negro a la temperatura superficial efectiva de l 700 K, mientras la luz de la luna puede aproximarse a un cuerpo…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-29 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-29 La luz de día y la luz de una bombilla puede aproximarse como un cuerpo negro a las temperaturas superficiales efectivas de 5 800 K y 1 800 K, respectivamente. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-28 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-28 Una ventana de cristal de 3 mm de espesor transmite 90% de la radiación entre l
0.3 y 3.0 mm y es en esencia opaca para la radiación a otras…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-27 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-27 Se desea que la energía de radiación emitida por una fuente lumínica alcance un máximo en el rango azul (l
0.47 mm). Determine la temperatura de esta fuente lumínica y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-26 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-26 Considere un cuerpo cúbico de 20 cm  20 cm  20 cm a 900 K suspendido en el aire. Si se asume que el cuerpo es muy parecido a un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-25 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-25 Vuelva a considerar el problema 12-24. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), investigue el efecto de la temperatura sobre la fracción de radiación emitida en el rango visible. Suponga…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-24 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-24 La temperatura del filamento de un foco incandescente es de 2 800 K. Considerando el filamento como un cuerpo negro, determine la fracción de la energía radiante emitida por él que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-23 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-23 El Sol se puede considerar como un cuerpo negro a 5 780 K. Mediante el software EES (o cualquier otro semejante), calcule y trace la gráfica del poder de emisión espectral…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-22I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-22I El Sol se puede considerar como un cuerpo negro a una temperatura superficial efectiva de 10 400 R. Determine la razón a la cual el Sol emite radiación de energía de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-21 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-21 Se desea que un foco incandescente emita por lo menos 15% de su energía a longitudes de onda más cortas que 0.8 mm. Determine la temperatura mínima a la cual debe…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-20 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-20 Considere una superficie a una temperatura uniforme de 1 000 K. Determine la razón máxima de radiación térmica que puede ser emitida por esta superficie, en W/m2. Solución: Solución 1: Canal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-19I TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-19I Considere una superficie negra a 2 060°F. Determine la radiación de energía emitida por la superficie negra por unidad de área (en Btu/h · ft2) para l  4 mm. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-18 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-18 La temperatura del filamento de un foco incandescente es de 2 500 K. Considerando el filamento como un cuerpo negro, determine la fracción de la energía radiante emitida por él que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-17C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-17C Considere dos cuerpos idénticos, uno a 1 000 K y el otro a 1 500 K. ¿Cuál de los dos cuerpos emite más radiación en la región de las longitudes de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-16C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-16C Defina los poderes de emisión total y espectral de un cuerpo negro. ¿Cómo están relacionados entre sí? ¿En qué difieren? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA – CENGEL 4 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 12-15C TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA CENGEL 4 EDICIÓN. 12-15C ¿Por qué definimos la función de radiación de cuerpo negro? ¿Qué representa? ¿Para qué se usa? Solución: Solución 1: Canal     CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO…