Page 400 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

18.6. Una placa de acero de 20 mm de espesor tiene una 18.11. ¿Cuál es la razón de radiación de un cuerpo negro
sección transversal de 600 cm2. Una de sus caras esférico a una temperatura de 327°C? ¿Cambiará
está a 170°C y la otra a 120°C. ¿Cuál es la razón esta razón si el radio se duplica y se mantiene la
de la transferencia de calor? temperatura? Resp. 7.35 kW/m2, no.
18.7. ¿Cuánto calor se pierde en 12 h a través de una pa­ 18.12. La emisividad de una esfera metálica es 0.3, y a una
red de ladrillo refractario de 3 in y un área de 10 ft2 temperatura de 500 K irradia una potencia de 800 W.
si uno de los lados está a 330°F y el otro a 78°F? ¿Cuál es el radio de la esfera?
Resp. 50 400 Btu *18.13. Si cierto cuerpo absorbe 20% de la radiación térmi­
*18.8. Una pared de 6 m de longitud y 3 m de altura está ca incidente, ¿cuál es su emisividad? ¿Qué energía
formada por 12 cm de concreto unidos a 10 cm de emitirá este cuerpo en 1 min si su superficie es de 1
tabla de corcho. La temperatura interior es de 10°C m2 y su temperatura de 727°C? Resp. 680.4 kJ
y la exterior de 40°C. Halle la temperatura en la su­ *18.14. La temperatura de operación del filamento de una
perficie de unión de los dos materiales. lámpara de 25 W es de 2727°C. Si la emisividad es
*18.9. ¿Cuál es la razón de flujo de calor en estado estacio­ 0.3, ¿cuál es el área superficial del filamento?
nario a través de la pared compuesta del problema
18.8? Resp. 4.82 kcal/s o 20 172 J/s

Sección 18.5 Radiación
18.10. ¿Cuál es la potencia radiada por un cuerpo negro
esférico con un área superficial de 20 cm2 si su tem­
peratura es de 250°C?

Problemas adicionales

18.15. Un panel de vidrio de una ventana mide 60 cm de *18.20. ¿Qué espesor de cobre se requiere para llegar a te­
ancho, 1.8 m de alto y 3 mm de espesor. La tempe­ ner el mismo valor de aislamiento que una tabla de
ratura interior es de 20°C y la exterior de — 10°C. corcho de 2 in?
¿Cuánto calor escapa de la casa a través de esta ven­ *18.21. ¿Qué espesor de concreto se requiere para alcanzar
tana en 1 h? Resp. 31.1 MJ el mismo valor de aislamiento que 6 cm de fibra de
18.16. Un aislamiento de fibra de vidrio con 20 cm de es­ vidrio? Resp. 1.20 m
pesor cubre el piso de un desván de 20 X 15 m. 18.22. La hoja de vidrio de una ventana de un edificio de
¿Cuántas calorías de calor se pierden hacia el des­ oficinas mide 2 por 6 m y tiene 1.2 cm de espesor.
ván si las temperaturas en uno y otro lado del aisla­ Su superficie externa está a 23°C y la interna a 25°C.
miento son de — 10°C y 24°C? ¿Cuántos joules de calor pasan a través del vidrio en
18.17. El fondo de una olla de aluminio tiene 3 mm de es­ una hora?
pesor y un área superficial de 120 cm2. ¿Cuántas ca­ 18.23. ¿Cuál debe ser la temperatura de un cuerpo negro si
lorías por minuto son conducidas a través del fondo su razón de radiación es de 860 W/m2?
de la olla si la temperatura de la superficie exterior Resp. 351 K
es de 114°C y la temperatura de la superficie inte­ 18.24. Una bola de acero gris tiene una emisividad de 0.75
riores de 117°C? Resp. 0.600 cal y, cuando la temperatura es de 570°C, la potencia
18.18. Un muro de concreto macizo mide 80 ft de alto, 100 radiada es de 800 W. ¿Cuál es el área total superfi­
ft de ancho y 6 in de espesor. Las temperaturas su­ cial de la bola?
perficiales en uno y otro lado de la pared son 30 y 18.25. Una lámpara de 25 W tiene un filamento cuya área
100°F. ¿Cuánto tiempo tendrá que transcurrir para es de 0.212 cm2. Si la emisividad es 0.35, ¿cuál es la
que sean transferidas 400 000 Btu de calor? temperatura de operación del filamento?
18.19. El fondo de una olla de metal caliente tiene 86 cm2 Resp. 2776 K
de área y 98°C de temperatura. La olla se coloca
encima de una base de corcho de 5 mm de espesor.
La cubierta de Fórmica que está debajo de la capa
de corcho se mantiene a una temperatura constante de
20°C. ¿Cuánto calor es conducido a través del cor­
cho en 2 min? Resp. 644 J

Capítulo 18 Resumen y repaso 381