Ejercicios de conducción, convección y radiación

e resuelven tres ejercicios relativos a las formas del calor: conducción, convección y radiación. A continuación se transcriben:
Ejercicio 1. Determinar el flujo de calor a través de una placa de cobre de 0.5 m^2 y un espesor de 0.01 m, si una cara está sometida a una temperatura de 200 K y la otra a 400 K. La conductividad térmica del cobre es k=372.1 W/(m.K)Solución. Empleamos la ecuación :

∆Q/∆t= kA∆T/d=(372.1 W/(m.K))(0.5 m^2 )(400 K-200 K)/(0.01 m)=3 721 000 W

Ejercicio 2. Determinar el flujo de calor del filamento de una lámpara incandescente que se encuentra a una temperatura de 3 000 K hacia una superficie cuya temperatura es de 300 K, si el área de aquélla es de 0.0001 m^2 y su emisividad de 0.9

Solución. Sustituimos los valores respectivos en la ecuación:
∆Q/∆t= ϵσA (T_2^4-T_1^4 )=(0.9)(5.67 x 〖10〗^(-8) W/(m^2.K^4 ))(0.0001 m^2 ) 〖(3 000 K)〗^4-(300 K)^4 =413.3 W

Ejercicio 3. Encontrar el flujo de calor por convección que se da entre un fluido que se encuentra a 373 K K y una placa circular de radio 0.1 m que tiene una temperatura de 293 K, si el coeficiente de transferencia por convección es de 10 W/(m^2.K).

Solución. Usamos la ecuación para la radiación , considerando que el área de la placa circular es A= πr^2= π〖(0.1 m)〗^2=0.0314 m^2:

∆Q/∆t=hA (T_s-T_f )=(10 W/(m^2.K))(0.0314 m^2 )(373 K-293 K)=25.12 W