eg12 calor y otras formas de energía
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ENUNCIADO
01 Conceptos Básicos
Calor y otras formas de energía
Ejercicio guiado
Se va a calentar una bola de agua de 20 cm de diámetro desde 20ºC hasta una temperatura promedio de 90ºC.
Determine la cantidad de energía que necesita ser transferida a la bola.
Enunciado
Bola de agua
E
Como la temperatura de la bola pasa de ser 20ºC en el estado inicial y 90ºC en el estado final, las propiedades necesarias se calcularán en la temperatura promedio.
Cº552
9020
2
finalinicial
media
TTT
Para el cálculo de las propiedades, utilizaremos las tablas de propiedades proporcionados en esta unidad (se realizará a continuación). Las propiedades de la bola de aluminio permanecen
constantes.
planteamiento
1. Dibuja el esquema del problema
2. Introduce las condiciones de contorno y las
propiedades de los materiales y fluido
3. Define las hipótesis
Las propiedades necesarias para este ejercicio son la densidad (ρ) y la capacidad calorífica (cp). Como en este ejercicio el fluido es agua, se utilizarán las tablas referidas al agua (Tablas-420)
Como se observa, la tabla no proporciona los valores a la temperatura media de este ejercicio (55 ºC), por lo que se tendrán que realizar interpolaciones lineales para el cálculo de las propiedades. En este caso se tendrá que interpolar entre 40ºC y 60ºC, ya que la temperatura a la que se quieren calcular las propiedades se encuentra entre ellas.
resolución4. Identificar la tabla correspondiente al fluido
en cuestión
Cálculo de propiedades
1. Se dibujará el punto correspondiente a la densidad a la temperatura de 40ºC
Densidad ρ (kg/m3)
Temperatura
T (ºC)40
992,3
983,2
60
55
ρ (T=55ºC)
1
23
3C55ºT
C55ºT kg/m475,9854055
3,992
4060
3,9922,983P
x
y
2. Se dibujará el punto correspondiente a la densidad a la temperatura de 60ºC3. Se unen los dos puntos con una línea
4. Como es una interpolación lineal, la densidad a la temperatura de 55ºC será la mostrada
5. Para calcularlo utilizaremos calcularemos la pendiente (P) mediante los puntos 1-2 y 1-3
resolución5. Metodología de interpolación
Cálculo de propiedades
De la misma manera y utilizando la misma tabla, se calculará el cp
inicialfinal3
inicialfinal12 6TTcDTTVcTTmcE pesferappatransferid
Cº2090C)kJ/kg·º25,4180(2,06
)kg475,985( 33
m
E atransferid
kJ/kgK 25,4180C55ºT
pc
kJ9,1207atransferidE
resolución6. Calcular propiedades
7. Plantear cálculo de energía
www.mondragon.edu/muplus
Gracias
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