Mediante una estufa eléctrica se hierve agua a 1 atm de presión, en una olla de acero inoxidable con 25 cm de diámetro interior. Se observa que el nivel del agua baja 10 cm en 45 min ; calcule la tasa de transferencia de calor a la olla.
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En resumen
La estufa eléctrica genera una tasa de calor de 3. 93 kW. Inicialmente debemos calcular el volumen de la olla, tenemos que : V = (π·d² / 4)·h V = (π·(0. 25 m)² / 4)·(0. 1m)V = 4.
La estufa eléctrica genera una tasa de calor de 3.
93 kW.
Inicialmente debemos calcular el volumen de la olla, tenemos que : V = (π·d² / 4)·h V = (π·(0.
25 m)² / 4)·(0.
1m)V = 4.
91x10⁻³ m³ Ahora, entrando en una tabla termodinámica podemos buscar el el volumen especifico del agua a 1 atmósfera, este tiene un valor de 0.
001043 m³ / kg, entonces : m = V / vf m = 4.
91x10⁻³ m³ / 0.
001043 m³ / kg m = 4.
70 kg Tenemos la masa del agua, por tanto, buscamos el calor obteniendo la entalpia de mezcla en una tabla termodinámica, entonces : Q = m· hfg Q = 4.
70 kg · 2256.
5 kJ / kg Q = 10619.
91 kJ Pero todo este proceso ocurrió en 45 minutos que son 2700 segundos, entonces : Q = 10619.
91 kJ / 2700 s Q = 3.
93 kW Por tanto, la tasa de transferencia de calor es de 3.
93 kW.
Adjunto puedes observar la tabla de agua saturada y los valores usados.
La estufa eléctrica genera una tasa de calor de 3. 93 kW. Inicialmente debemos calcular el volumen de la olla, tenemos que : V = (π·d² / 4)·h V = (π·(0. 25 m)² / 4)·(0. 1m)V = 4.
El punto de ebullición del agua es a 100°c entre mas presión mas rápido ebulliciona.
La temperatura de la superficie inferior de la olla es de Tc = 111. 2°CExplicación paso a paso : La forma de resolver el problema es la siguienteCalculamos el calor y potencia caloríficaQ = mLv (Lv = 2. 25 * 10⁶ J /…