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    Primera Parte

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    El documento describe tres ejercicios relacionados con la transferencia de calor y la termodinámica. El primer ejercicio calcula la velocidad de transferencia de calor a través de una ventana de vidrio con diferentes temperaturas en el interior y exterior. El segundo ejercicio determina el calor específico de un metal al calentar agua. El tercer ejercicio analiza qué tipo de proceso experimenta el aire dentro de un recipiente con galletas enfriándose y calcula el cambio de volumen de un sistema bajo presión constante.

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    El documento describe tres ejercicios relacionados con la transferencia de calor y la termodinámica. El primer ejercicio calcula la velocidad de transferencia de calor a través de una ventana de vidrio con diferentes temperaturas en el interior y exterior. El segundo ejercicio determina el calor específico de un metal al calentar agua. El tercer ejercicio analiza qué tipo de proceso experimenta el aire dentro de un recipiente con galletas enfriándose y calcula el cambio de volumen de un sistema bajo presión constante.

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    El documento describe tres ejercicios relacionados con la transferencia de calor y la termodinámica. El primer ejercicio calcula la velocidad de transferencia de calor a través de una ventana de vidrio con diferentes temperaturas en el interior y exterior. El segundo ejercicio determina el calor específico de un metal al calentar agua. El tercer ejercicio analiza qué tipo de proceso experimenta el aire dentro de un recipiente con galletas enfriándose y calcula el cambio de volumen de un sistema bajo presión constante.

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    El documento describe tres ejercicios relacionados con la transferencia de calor y la termodinámica. El primer ejercicio calcula la velocidad de transferencia de calor a través de una ventana de vidrio con diferentes temperaturas en el interior y exterior. El segundo ejercicio determina el calor específico de un metal al calentar agua. El tercer ejercicio analiza qué tipo de proceso experimenta el aire dentro de un recipiente con galletas enfriándose y calcula el cambio de volumen de un sistema bajo presión constante.

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    EJERCICIO DE TRANSFERENCIA DE ENERGIA CALORIFICA

    23.- Considere una ventana de vidrio de 0.80 m de alto y 1.50 m de ancho, con un espesor de 8 mm y
    una conductividad térmica de k = 0.78 W/m °C. Determine la velocidad de transferencia de calor a
    través de esta ventana de vidrio y la temperatura de su superficie interior para un día durante el cual el
    cuarto se mantiene a 20 °C, en tanto que la temperatura del exterior es de – 10 °C. Tome coeficientes de
    transferencia de calor por convección de las superficies interior y exterior de la ventana como h1 = 10
    W/m2 °C y h2 = 40 W/m2 . °C.

    1 1
    R1= = =0.08333° C /W
    hA (10 W /m . ° C )(1.2m2 )
    2

    L 0.008m
    R 1= = =0.00855 °C / W
    kA (0.78 W /m° C)(1.2 m 2)

    1 1
    R0 = = =0.02083 °C /W
    h 2 A (40 W /m ° C)(1.2 m2 )
    2

    20−(−10) ∘C
    Q= =266 W
    0.1127 ° C /W

    EJERCICIO DE CALORIMETRIA

    23.- Una pieza de metal de 50 g a 95 °C se deja caer dentro de 250 g de agua a 17.0 °C y la calienta a
    19.4 °C. ¿Cuál es el calor específico del metal?

    Q = m · ce · (Tf - Ti)
    Q: cantidad de calor
    m: masa
    ce: calor especifico
    Tf y Ti: temperatura inicial y final

    mm · cem · (Tfm - Tim) = ma · cea · (Tfa - Tia)

     
    50 g⋅ cem⋅ ( 95−19.4 ) ∘ C=250 g ⋅ 1 cal ∕ g ∘C ∙(19,4−17)∘C

    50 g⋅ cem⋅ 75,6 ∘ C=250 g ⋅ 1 cal ∕ g ∘C ⋅ 2,4 ∘C


    3780 g∘ C ⋅cem=600 cal
    cem=600 cal ∕ 3789 g ∘ C

    cem=0.16 cal / g∘ C

    EJERCICOS DE LA PRIMERA LEY DE TERMODINAMICA

    19.8 Usted hornea galletas con chispas de chocolate y las coloca aun calientes dentro de un recipiente
    con una tapa suelta (sin cerrar herméticamente). ¿Qué tipo de proceso sufre el aire dentro del
    recipiente, conforme gradualmente las galletas se enfrían a temperatura ambiente (¿isotérmico,
    isocorico, adiabático, isobárico o alguna combinación de ellos?

    El proceso no es isotérmico ya que el aire del interior del recipiente tiene interacción con el exterior; no es
    adiabático ya que, si hay transferencia de calor, así es que el proceso podría ser una combinación de isocórico con
    adiabático

    19.51. En cierto proceso, un sistema desprende 2.15 x 105 J de calor al tiempo que se contrae bajo una
    presión externa constante de 9,50 x 105 Pa. La energía interna del sistema es la misma al principio y al
    final del proceso. Calcule el cambio de volumen del sistema. (El sistema no tiene comportamiento ideal.)

    ∆ U =Q−W
    v1
    W =∫ pdv =p ( v 2−v 1) = p ∆ v
    v2

    −2,15 x 10−5 J 3
    ∆ v= 5
    =−0,226 m
    9,50 x 10 Pa

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