Hoja de ejercicios de Conducción de calor con soluciones

Hoja de ejercicios de Conducción de calor gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
Poliestireno expandido, k = 0,03520 mm17 °C-12 °Cq″ = ?

Un muro de poliestireno expandido tiene 20 mm de espesor y un área de 12 m². Sus caras están a 17 °C y -12 °C. Halla el flujo de calor por unidad de área q″ a través del muro.

k = 0,035 W/(m·K)L = 20 mmA = 12 m²T1 = 17 °CT2 = -12 °C
q″ = W/m²
2.Fácil
Hormigón, k = 1,4150 mm25 °C6 °Cq″ = ?

Un muro de hormigón tiene 150 mm de espesor y un área de 6 m². Sus caras están a 25 °C y 6 °C. Halla el flujo de calor por unidad de área q″ a través del muro.

k = 1,4 W/(m·K)L = 150 mmA = 6 m²T1 = 25 °CT2 = 6 °C
q″ = W/m²
3.Media
Madera, k = 0,1750 mmLadrillo, k = 0,72100 mm20 °C-4 °CTi​ = ?Q̇

Un muro está formado por 50 mm de madera y 100 mm de ladrillo, con un área de 8 m². Las caras exteriores están a 20 °C y -4 °C. Halla la temperatura Ti en la interfaz entre las dos capas.

L1 = 50 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,72 W/(m·K)A = 8 m²T1 = 20 °CT3 = -4 °C
Ti = °C
4.Media
Madera, k = 0,17150 mmLana mineral, k = 0,0425 mm21 °C7 °CTi​ = ?Q̇

Un muro está formado por 150 mm de madera y 25 mm de lana mineral, con un área de 20 m². Las caras exteriores están a 21 °C y 7 °C. Halla la temperatura Ti en la interfaz entre las dos capas.

L1 = 150 mm, k1 = 0,17 W/(m·K)L2 = 25 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²T1 = 21 °CT3 = 7 °C
Ti = °C
5.Difícil
Ladrillo, k = 0,72250 mmPoliestireno expandido, k = 0,03550 mminterior 21 °Cexterior 1 °CQ̇

Un muro de 250 mm de ladrillo y 50 mm de poliestireno expandido separa una habitación a 21 °C del aire exterior a 1 °C. Los coeficientes de convección son 7,7 W/(m²·K) dentro y 25 W/(m²·K) fuera, y el área del muro es 6 m². Halla el coeficiente global de transmisión de calor U del muro.

L1 = 250 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 50 mm, k2 = 0,035 W/(m·K)A = 6 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 25 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = 1 °C
U = W/(m²·K)
6.Difícil
Ladrillo, k = 0,7250 mmLana mineral, k = 0,04100 mminterior 21 °Cexterior -14 °CTs​ = ?Q̇

Un muro de 50 mm de ladrillo y 100 mm de lana mineral separa una habitación a 21 °C del aire exterior a -14 °C. Los coeficientes de convección son 7,7 W/(m²·K) dentro y 30 W/(m²·K) fuera, y el área del muro es 20 m². Halla la temperatura Ts de la cara interior del muro.

L1 = 50 mm, k1 = 0,72 W/(m·K)L2 = 100 mm, k2 = 0,04 W/(m·K)A = 20 m²hi = 7,7 W/(m²·K)ho = 30 W/(m²·K)Troom = 21 °CTout = -14 °C
Ts = °C

Soluciones

  1. 1. q″ = 50,75 W/m²
  2. 2. q″ = 177,3 W/m²
  3. 3. Ti = 3,698 °C
  4. 4. Ti = 12,8 °C
  5. 5. U = 0,514 W/(m²·K)
  6. 6. Ts = 19,34 °C

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