Ecuación de conducción del calor: cuestionarios interactivos para estudiantes de ingeniería

Question 1

¿Cuál es la ecuación diferencial de la conducción del calor en una barra de longitud finita?

Accepted Answer

-k * (d^2T(x)/dx^2) = ρ * c * (dT(x)/dt)

Answer

-k * (d^2T(x)/dx) = ρ * c * (dT(x)/dt^2)

Answer

-k * (dT(x)/dx) = ρ * c * (d^2T(x)/dt^2)

Answer

-k * (dT(x)/dt^2) = ρ * c * (d^2T(x)/dx^2)

Question 2

¿Cuál es la definición de condición de contorno del primer tipo para la conducción del calor?

Accepted Answer

Temperatura prescrita en el límite

Answer

Gradiente de temperatura prescrito en el límite

Answer

Velocidad de transferencia de calor prescrita en el límite

Answer

Flujo de calor prescrito en el límite

Question 3

¿Qué método numérico se utiliza comúnmente para resolver la ecuación de conducción del calor transitoria?

Accepted Answer

Método de diferencias finitas

Answer

Método de los elementos finitos

Answer

Método de los elementos de contorno

Answer

Método de los volúmenes finitos

Question 4

Si el número de Biot es significativamente mayor que 1, ¿cuál es la aproximación apropiada para la distribución de temperatura?

Accepted Answer

Distribución de temperatura uniforme

Answer

Distribución de temperatura parabólica

Answer

Distribución de temperatura exponencial

Answer

Distribución de temperatura lineal

Question 5

Define la conductividad térmica de un material.

Accepted Answer

La capacidad de un material para conducir el calor

Answer

La capacidad de un material para resistir el flujo de calor

Answer

La capacidad de un material para liberar el calor

Answer

La capacidad de un material para almacenar el calor

Question 6

¿Qué unidad se utiliza para medir la conductividad térmica?

Accepted Answer

W/(m·K)

Answer

kcal/(h·m·°C)

Answer

J/(s·m)

Answer

BTU/(h·ft·°F)

Question 7

Si la temperatura en un punto es uniforme, ¿cuál es el gradiente de temperatura en ese punto?

Accepted Answer

Cero

Answer

Negativo

Answer

Positivo

Answer

Indeterminado

Question 8

En la ecuación de conducción del calor, la derivada parcial respecto a la coordenada x representa:

Accepted Answer

El gradiente de temperatura en la dirección x

Answer

El flujo de calor en la dirección x

Answer

La temperatura en el punto x

Question 9

El término α en la ecuación de conducción del calor representa:

Accepted Answer

La difusividad térmica

Answer

La conductividad térmica

Answer

La densidad

Answer

La capacidad calorífica específica

Question 10

El método implícito para resolver numéricamente la ecuación de conducción del calor es:

Accepted Answer

Un método iterativo que utiliza valores de la iteración anterior para calcular los valores actuales

Answer

Un método directo que resuelve la ecuación en un solo paso

Answer

Un método explícito que utiliza solo valores de la iteración actual

Question 11

La condición de contorno de Dirichlet especifica:

Accepted Answer

El valor de la temperatura en un límite

Answer

La derivada de la temperatura en un límite

Answer

El valor del flujo de calor en un límite

Answer

La conductividad térmica en un límite

Question 12

En la simulación numérica de un problema de conducción del calor, el criterio de convergencia indica:

Accepted Answer

El nivel máximo de error aceptable entre dos iteraciones sucesivas

Answer

El número máximo de iteraciones para la simulación

Answer

El tiempo máximo permitido para la simulación

Question 13

La conductancia térmica es una medida de:

Accepted Answer

La capacidad de una superficie para transferir calor por conducción

Answer

La capacidad de un material para conducir calor

Answer

La temperatura de una superficie

Question 14

La resistencia térmica es una medida de:

Accepted Answer

La oposición al flujo de calor por conducción

Answer

La capacidad para transferir calor

Answer

El flujo de calor a través de un material

Answer

La temperatura de un material

Question 15

La ecuación de conducción del calor en forma diferencial es:

Accepted Answer

α ∇²T + q = ρc ∂T/∂t

Answer

α ∇T + q = ρc ∂T/∂t

Answer

α ∇T - q = ρc ∂²T/∂t²

Answer

α ∇²T - q = ρc ∂T/∂t

Question 16

La ley de enfriamiento de Newton establece que:

Accepted Answer

La tasa de transferencia de calor por convección es proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido

Answer

La tasa de transferencia de calor es proporcional a la temperatura de la superficie

Answer

La tasa de transferencia de calor es proporcional al área de la superficie

Question 17

En una condición de contorno de temperatura de superficie especificada, la temperatura en la superficie es:

Accepted Answer

T(x,y,z,t) = T₀

Answer

h(T(x,y,z,t) - Tₐ) = q₀

Answer

∂T(x,y,z,t)/∂n = 0

Answer

q''(x,y,z,t) = q₀

Question 18

La propiedad de un material que mide su capacidad para conducir calor se conoce como:

Accepted Answer

Conductividad térmica

Answer

Capacidad calorífica

Answer

Difusividad térmica

Answer

Resistencia térmica

Question 19

La ecuación de Laplace, en el contexto de la conducción del calor, surge cuando:

Accepted Answer

El término transitorio desaparece

Answer

El término convectivo desaparece

Answer

El término generativo desaparece

Answer

El término radiativo desaparece

Question 20

¿Cuál de los siguientes materiales tiene mayor conductividad térmica?

Accepted Answer

Cobre

Answer

Madera

Answer

Espuma de poliestireno

Answer

Hormigón

Question 21

En una barra cilíndrica de radio r y longitud L, la temperatura en el extremo x = 0 se mantiene a T0 y en el extremo x = L a T1. La ecuación diferencial de segundo orden que gobierna la distribución de temperatura T(x) en la barra es:

Accepted Answer

d²T/dx² = 0

Answer

d⁵T/dx⁵ = 0

Answer

d⁴T/dx⁴ = 0

Answer

d³T/dx³ = 0

Question 22

Una placa plana de espesor 2L se mantiene a temperaturas T1 en x = 0 y T2 en x = 2L. Si la conductividad térmica del material es k, el flujo de calor por unidad de área a través de la placa es:

Accepted Answer

q = k(T1 - T2)/2L

Answer

q = k(T1 + T2)/2L

Answer

q = k(T1 - T2)/L

Answer

q = 2k(T1 - T2)/L

Question 23

El método de diferencias finitas para resolver la ecuación de conducción del calor da como resultado:

Accepted Answer

Ecuaciones algebraicas lineales

Answer

Ecuaciones diferenciales ordinarias

Answer

Ecuaciones diferenciales parciales

Answer

Ecuaciones integrales

Question 24

En el método de elementos finitos, la ecuación de conducción del calor se convierte en:

Accepted Answer

Un sistema de ecuaciones matriciales

Answer

Un sistema de ecuaciones no lineales

Answer

Un sistema de ecuaciones integrales

Answer

Un sistema de ecuaciones diferenciales

Question 25

El número de Biot es un parámetro adimensional que representa la:

Accepted Answer

Relación entre las resistencias a la conducción interna y a la convección externa

Answer

Relación entre la capacidad calorífica y la conductividad térmica

Question 26

Un alete es un dispositivo que se utiliza para mejorar la:

Accepted Answer

Transferencia de calor por convección

Answer

Producción de calor

Answer

Transferencia de calor por radiación

Answer

Transferencia de calor por conducción

Question 27

El intercambio de calor por radiación entre dos superficies negras es proporcional a:

Accepted Answer

La cuarta potencia de la diferencia de temperaturas absolutas

Answer

El área superficial de las superficies

Answer

La diferencia de temperaturas absolutas