¿Cuántos gramos de agua a 100°C podrían evaporarse por hora, por cm², por medio del calor transmitido a través de una placa de acero de 0.2 cm de espesor, si la diferencia de temperaturas entre las caras de la placa es 100°C? Para el acero, k es 0.11 cal/s•cm•°C, solucion. 367g/h•cm²
Respuestas
Se podrían evaporar 367 g/h cm² de agua por medio del calor transmitido a través de la placa de acero.
Explicación:
La cantidad de calor transmitido a través de la placa de acero se puede determinar cómo:
ΔQ/Δt= kA(ΔT/L)
Dónde:
ΔQ= Cantidad de calor transmitido
Δt= Intervalo de tiempo
k= Conductividad térmica
L= Espesor
A= Área de la sección transversal
Despejando:
ΔQ/(Δt A)= k(ΔT/L)
k= 0.11 cal /s cm °C * (3600 s / 1 h)= 396 cal/h cm °C
ΔT= 100 °C
L= 0.2 cm
Reemplazando:
ΔQ/(Δt A)= (396 cal/h cm °C)(100 °C/0.2 cm)= 198000 cal/h cm²
La cantidad de calor que se debe suministrar para evaporar el agua es:
Q= mLv
Dónde:
m= masa
Lv= calor latente de vaporización= 539 cal/g
Despejando:
m= Q/Lv
Q= 198000 cal/h cm²
Reemplazando:
m= (198000 cal/h cm²)/(539 cal/g)= 367 g/ h cm²