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Tiempo para que un cubo alcance temperatura específica en calefacción, Ejercicios de Materiales

En este documento se presenta la resolución de un ejercicio de física que consiste en determinar el tiempo que tarda un cubo en alcanzar una temperatura específica (35°) cuando se enfría al aire libre, teniendo en cuenta que la tasa de enfriamiento es proporcional a la diferencia de temperatura entre el cubo y el aire. Se proporciona la ecuación de newton para el calentamiento y se calcula el valor de la constante 'k' para determinar el tiempo deseado.

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 30/11/2020

cindy-hincapie
cindy-hincapie 🇨🇴

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bg1
Situación problema:
Un cubo de metal se enfría al aire libre velocidad a la que este se enfría es
proporcional a la diferencia entre la temperatura del cubo y la del aire. Si la
temperatura del aire es 25° y la sustancia se enfría de 150° a 60° grados
en 40 minutos, ¿En qué tiempo la temperatura de cubo de metal se
encontrará a 35°?
Por ley de calentamiento de Newton (T= Temperatura, t= tiempo):
𝒅𝑻/𝒅𝒕=𝒌(𝑻−𝟐𝟓)
EJERCICIO Y SOLUCIÓN
PLANTEADA GUIA
OBSERVACIONES, ANEXOS,
MODIFICACIONES A LA SOLUCIÓN
PLANTEADA
T: temperatura
t: tiempo
Tm: temperatura del ambiente
Tenemos la ecuación:
dT
dt TTm=dT
dt =k
(
TTm
)
=k
Solución de la ecuación:
dT
TTm =k dt=
dT
TTm =
k dt
lu
|
TTm
|
=kt +C
TTm=ekt +C=ektec
TTm=C e kt
T
(
t
)
=C e
kt
+Tm
Cuando T = 150 y t = 0
1
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pf4

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¡Descarga Tiempo para que un cubo alcance temperatura específica en calefacción y más Ejercicios en PDF de Materiales solo en Docsity!

Situación problema:

Un cubo de metal se enfría al aire libre velocidad a la que este se enfría es

proporcional a la diferencia entre la temperatura del cubo y la del aire. Si la

temperatura del aire es 25° y la sustancia se enfría de 150° a 60° grados

en 40 minutos, ¿En qué tiempo la temperatura de cubo de metal se

encontrará a 35°?

Por ley de calentamiento de Newton (T= Temperatura, t= tiempo):

EJERCICIO Y SOLUCIÓN

PLANTEADA GUIA

OBSERVACIONES, ANEXOS,

MODIFICACIONES A LA SOLUCIÓN

PLANTEADA

T: temperatura

t: tiempo

Tm: temperatura del ambiente

Tenemos la ecuación:

dT

dt

T −Tm=

dT

dt

=k ( T −Tm)

=k

Solución de la ecuación:

dT

T −Tm

=k dt=

dT

T −Tm

k dt

lu|T −Tm|=kt+C

T −Tm=e

kt +C

=e

kt

∗e

c

T −Tm=C e

kt

T ( t )=C e

kt

+Tm

Cuando T = 150 y t = 0

T ( t )=C e

kt

+Tm

T

t

=C e

kt

150 =C e

k∗ 0

150 =C+ 25

C= 150 − 25 = 125

Cuando T = 60 y t = 40

60 =C e

kt

60 = 125 e

k∗ 40

125 e

k∗ 40

125 e

k∗ 40

e

k∗ 40

ln e

k∗ 40

=ln

k∗ 40 =ln

k =

ln

k =0.

Se procede a determinar en qué tiempo la

temperatura del cubo de metal se encontrará a

T =C e

kt