En la sala de una casa hay una gran ventana de vidrio, por la que se presenta una pérdida significativa de calor; las medidas de la ventana son 2,5 m x 1,5 m y 2,8 mm de espesor. Hallar la variación de calor en la unidad de tiempo si la temperatura exterior del vidrio es 16°C y la temperatura interior del vidrio es 20°C

Respuesta :

Answer:

La variación de calor por unidad de tiempo es 4285.714 watts, es decir, joules por segundo.

Step-by-step explanation:

Asumamos que la transferencia de calor es enteramente por conducción, en estado estable y unidimensional´y que la ventana es representada por una placa plana. Bajo estas consideraciones, la ecuación de conducción es la siguiente:

[tex]\dot Q = \frac{k\cdot w\cdot h}{l}\cdot (T_{i}-T_{o})[/tex] (1)

Donde:

[tex]\dot Q[/tex] - Tasa de transferencia de calor, medida en watts.

[tex]k[/tex] - Conductividad térmica, medida en watts por metro-grado Celsius.

[tex]w[/tex] - Ancho de la ventana de vidrio, medido en metros.

[tex]h[/tex] - Altura de la ventana de vidrio, medida en metros.

[tex]l[/tex] - Espesor de la ventana de vidrio, medida en metros.

[tex]T_{i}[/tex] - Temperatura interior del vidrio, medida en grados Celsius.

[tex]T_{o}[/tex] - Temperatura exterior del vidrio, medida en grados Celsius.

Si conocemos que [tex]k = 0.8\,\frac{W}{m\cdot ^{\circ}C}[/tex], [tex]w = 2.5\,m[/tex], [tex]h = 1.5\,m[/tex], [tex]l = 2.8\times 10^{-3}\,m[/tex], [tex]T_{o} = 16\,^{\circ}C[/tex] y [tex]T_{i} = 20\,^{\circ}C[/tex], entonces la tasa de transferencia de calor es:

[tex]\dot Q = \left[\frac{\left(0.8\,\frac{W}{m\cdot ^{\circ}C} \right)\cdot (2.5\,m)\cdot (1.5\,m)}{2.8\times 10^{-3}\,m} \right]\cdot (20\,^{\circ}C-16\,^{\circ}C)[/tex]

[tex]\dot Q = 4285.714\,W[/tex]

La variación de calor por unidad de tiempo es 4285.714 watts, es decir, joules por segundo.