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CAPÍTULO 19: TRANSFERENCIA DE ENERGÍA CALORÍFICA 17919.8 [I] Una persona desnuda cuyo cuerpo tiene un área superficial de 1.40 m 2 con una emisividad de 0.85 tieneuna temperatura en la piel de 37 °C y está parada en una habitación a 20 °C. ¿Cuánta energía por minutopierde la persona a través de la radiación?Energía es potencia (P) multiplicada por el tiempo (∆t). De P A(T 4 T 4 ) se tiene la pérdida deeenergíaA(T 4 T 4 )∆t e (0.85)(1.40m2 )() (T 4 T 4 )(60 s)eCon 5.67 × 10 8 Wm 2 · K 4 , T 273 37 310 K y T e 273 20 293 K, se obtiene una pérdidade energía de7.6 kJ 1.80 kcalPROBLEMAS COMPLEMENTARIOS19.9 [I] ¿Qué gradiente de temperatura debe existir en una barra de aluminio para que transmita 8.0 cal por segundopor cm 2 de sección transversal a lo largo de la barra? k Tpara el aluminio es 210 WK · m.Resp. 16 °Ccm.19.10 [I] En una casa, el vidrio de una ventana tiene en realidad capas de aire estancado en sus dos superficies. Pero sino existieran, ¿cuánto calor fluiría hacia afuera por una ventana de 80 cm × 40 cm × 3.0 mm cada hora, en undía cuando la temperatura exterior fuera precisamente de 0 °C y la del interior de 18 °C? Para el vidrio, k Tes0.84 WK · m. Resp. 1.4 × 10 3 kcalh.19.11 [I] ¿Cuántos gramos de agua a 100 °C se pueden evaporar por hora por cm 2 debido al calor transmitido a travésde una placa de acero de 0.20 cm de espesor, si la diferencia de temperatura entre las caras de la placa es de100 °C? Para el acero, k Tes 42 WK · m. Resp. 0.33 kgh · cm 2 .19.12 [II] Una ventana de doble bastidor consiste en dos hojas de vidrio, cada una de 80 cm × 80 cm × 0.30 cm, separadaspor un espacio de 0.30 cm de aire estancado. La temperatura de la superficie interior es de 20 °C, mientras quela temperatura de la superficie exterior es de exactamente 0 °C. ¿Cuánto calor fluye a través de la ventana porsegundo? k T 0.84 WK · m para el vidrio y aproximadamente 0.080 WK · m para el aire.Resp. 69 cals.19.13 [II] Un agujero pequeño en un horno actúa como un cuerpo negro. Su área es de 1.00 cm 2 y su temperatura esla misma que la del interior del horno, 1 727 °C. ¿Cuántas calorías se radian hacia fuera del agujero en cadasegundo? Resp. 21.7 cals.19.14 [I] El filamento de una lámpara incandescente tiene un área de 50 mm 2 y opera a una temperatura de 2127 °C.Suponga que toda la energía suministrada al bulbo es radiada por él. Si la emisividad del filamento es 0.83,¿cuánta potencia se debe suministrar al bulbo cuando está en operación? Resp. 78 W.19.15 [I] Una esfera de 3.0 cm de radio actúa como un cuerpo negro. Está en equilibrio con sus alrededores y absorbe30 kW de la potencia radiada por los alrededores. ¿Cuál es la temperatura de la esfera?Resp. 2.6 × 10 3 K.19.16 [II] Una placa de bronce de 2.0 cm de espesor (k T 105 WK · m) está sellada a una hoja de vidrio (k T 0.80WK · m). Ambas tienen la misma área. La cara expuesta de la placa de bronce está a 80 °C, mientras que lacara expuesta del vidrio está a 20 °C. ¿Cuál es el espesor del vidrio si la interfaz vidrio-bronce está a 65 °C?Resp. 0.46 mm.www.FreeLibros.com