Question

hola soy estudiante de ingeniería y no se como resolver este problema si me pudieran ayudar se los agradecería mucho gracias.

La rana René viaja a la Luna en busca de sus amigos, Elmo y el Chango; debido a la prisa olvida su traje protector de los rayos solares, ya que en la luna no hay atmosfera le es indispensable pues, la rana no puede regular la temperatura de su cuerpo. Por lo tanto si su temperatura se incrementa 10 Celsius la Rana se quemaría. La Constante solar es de 1 363 W/m2 (según la NASA). Si el área de exposición de la Rana es de 100 cm2 y tiene una masa de 120 gramos. Cuantos minutos como máximo puede estar expuesta a la radiación solar (considere la capacidad calorífica es de 4 190 J/(kg *K). la capacidad calorífica es la energía necesaria para incrementar en un grado la temperatura por unidad de masa)

Answer 1

RESOLUCIÓN.

Para resolver el problema hay que aplicar la siguiente ecuación:

q = C * m * ΔT / t * A

Dónde:

q es el flujo de calor por unidad de área (W/m²).

C es la capacidad calorifica (J / Kg*K).

m es la masa (kg).

ΔT es el cambio de temperatura (K).

t es el tiempo (s).

A es el área (m²).

Los valores de las variables son:

q = 1363 W/m²

C = 4190 J / Kg*K

m = 120 g = 0,12 Kg

ΔT = 10 K

A = 100 cm² = 0,01 m²

Sustituyendo los valores se tiene que:

1363 = 4190 * 0,12 * 10 / t * 0,01

Se despeja el tiempo y se tiene que:

t = 4190 * 0,12 * 10 / 1363 * 0,01 = 369 s = 6,15 min

Por lo tanto la rana rené puede soportar en el espacio y soportando los rayos del sol sin protección un tiempo máximo de 6,15 minutos.