Question

Un recipiente con base de hierro de 8,2 mm de espesor y área de 0,130 m2 descansa en una estufa caliente. El agua dentro del recipiente está a 100°C y se evaporan 0,420 kg cada 3.5 min. Calcule la temperatura de la superficie inferior del recipiente que está en contacto con la estufa. kFe=79.5 W⁄(m °C)

Answer 1

La temperatura de la superficie exterior del recipiente de hierro que contiene agua a 100 °C es 103,6 °C.

Recipiente con base de hierro

espesor:  8,2 mm

área:  0,130 m²

Agua dentro del recipiente: 100 °C

Evaporación del agua:  0,420 kg cada 3,5 min

KFe = 79,5 W/ m °C

Ti = 100 °C

Te = ?

Q = m × Le

m = masa = 0,420 kg

Le = calor de vaporización de agua = 2260 × 10³ J/kg

Q = 0,420 kg × 2260 × 10³ J / kg = 949200 J

H = Q / t = 949200 J / 3,5 min = 271200 J/min

H = KFe × A × ( ΔT / L )

H = 79,5 W / m .°C × 0,13 m² × ( ( Te - 100 °C) / 8,2 × 10⁻³ m )

271200 J/min = 79,5 W / m .°C × 0,13 m² × ( ( Te - 100 °C) / 8,2 × 10⁻³ m )

Despejando Te y calculando, tenemos:

Te = 103,6 °C

La temperatura de la superficie inferior del recipiente es 103,6 °C.