Test interactivos sobre conducción de calor en Laboratorio de Fenómenos de Transporte

Question 1

¿Cuál de las siguientes ecuaciones representa correctamente la ley de Fourier?

Accepted Answer

Flujo de calor = -Conductividad térmica * Gradiente de temperatura

Answer

Gradiente de temperatura = Conductividad térmica * Flujo de calor

Answer

Conductividad térmica = Flujo de calor / Gradiente de temperatura

Question 2

Entre los siguientes materiales, ¿cuál tiene la menor conductividad térmica?

Accepted Answer

Espuma de poliestireno

Answer

Cobre

Answer

Madera

Answer

Aluminio

Question 3

¿Cuál de los siguientes factores NO afecta la resistencia térmica de una pared?

Accepted Answer

Diámetro de la pared

Answer

Conductividad térmica del material de la pared

Answer

Área superficial de la pared

Answer

Espesor de la pared

Question 4

La conductividad térmica de un material representa:

Accepted Answer

Su capacidad para transferir calor

Answer

Su área de sección transversal

Answer

La cantidad de calor que pasa a través de él

Answer

La diferencia de temperatura a través de él

Question 5

El flujo de calor a través de una esfera de radio r es:

Accepted Answer

Q = 4πkr(T1 - T2)/r

Answer

Q = 4πkr(T1 - T2)r

Answer

Q = πkr(T1 + T2)/r

Answer

Q = πkr(T1 - T2)r

Question 6

La ecuación de difusión de calor es:

Accepted Answer

∂T/∂t = α∇²T

Answer

∂T/∂t = α²T

Answer

T/∂t = α²T

Answer

∇²T/∂t = αT

Question 7

El método de los elementos finitos se emplea generalmente para resolver problemas de:

Accepted Answer

Conducción de calor transitoria y estacionaria

Answer

Solo conducción de calor estacionaria

Answer

Ninguno de los anteriores

Answer

Solo conducción de calor transitoria

Question 8

En un proceso de conducción de calor unidimensional, la ecuación diferencial que describe la distribución de temperatura es:

Accepted Answer

$\frac{d^2T}{dx^2} = \frac{q''}{k}$

Answer

$\frac{dT}{dx} = \frac{q''}{k}$

Answer

$\frac{d^2T}{dt^2} = \frac{q''}{k}$

Answer

$\frac{dT}{dt} = \frac{q''}{k}$

Question 9

La Ley de Fourier establece que la densidad de flujo de calor es proporcional:

Accepted Answer

Al gradiente de temperatura

Answer

A la densidad del material

Answer

Al área de la sección transversal

Answer

A la longitud del material

Question 10

El coeficiente de transferencia de calor por conducción depende de:

Accepted Answer

La conductividad térmica del material y la geometría del sistema

Answer

Solo de la conductividad térmica del material

Answer

Solo de la geometría del sistema

Question 11

En un cilindro largo con condiciones de contorno de temperatura constante en sus extremos, la resistencia térmica es:

Accepted Answer

$\frac{ln(r_2/r_1)}{2\pi kL}$

Answer

$\frac{r_2 - r_1}{2\pi kL}$

Answer

$\frac{r_1 - r_2}{2\pi kL}$

Question 12

En la conducción de calor transitoria, el número de Fourier representa:

Accepted Answer

La relación entre la difusión de calor y la acumulación de calor

Answer

La relación entre la radiación y la conducción de calor

Answer

La relación entre la convección y la conducción de calor

Question 13

El método de las resistencias térmicas permite:

Accepted Answer

Calcular la transferencia de calor en sistemas compuestos

Answer

Analizar la distribución de temperatura en geometrías complejas

Answer

Resolver problemas de conducción de calor transitoria

Question 14

En una aleta extendida, la longitud óptima es aquella que:

Accepted Answer

Maximiza la transferencia de calor por conducción

Answer

Minimiza la pérdida de calor por convección

Answer

Aumenta la temperatura superficial

Answer

Reduce la resistencia térmica de contacto

Question 15

En la conducción de calor bidimensional, las líneas de flujo de calor son:

Accepted Answer

Perpendiculares a las superficies isotérmicas

Answer

Concéntricas alrededor de la fuente de calor

Answer

Paralelas a las superficies isotérmicas

Answer

Radiales desde la fuente de calor

Question 16

Una pared compuesta consta de dos capas: una capa de ladrillo de espesor 'L1' y conductividad térmica 'k1', y una capa de aislante de espesor 'L2' y conductividad térmica 'k2'. La temperatura exterior es T1 y la temperatura interior es T2. ¿Cuál es la resistencia térmica total de la pared?

Accepted Answer

(L1/k1) + (L2/k2)

Answer

(L1 + L2) / (k1 + k2)

Answer

(k1 + k2) / (L1 + L2)

Answer

(L1/k2) + (L2/k1)

Question 17

En una transferencia de calor transitoria, ¿qué parámetro caracteriza el tiempo de retraso antes de que un cambio de temperatura aplicado en un extremo de una barra se note en el otro extremo?

Accepted Answer

Difusividad térmica

Answer

Densidad

Answer

Conductividad térmica

Answer

Capacidad calorífica específica

Question 18

¿Cuál de los siguientes factores afecta la difusividad térmica de un material?

Accepted Answer

Conductividad térmica y capacidad calorífica específica

Answer

Temperatura únicamente

Answer

Densidad únicamente

Question 19

En un experimento de transferencia de calor por conducción, se observó que la temperatura en un punto dentro de un sólido aumentaba exponencialmente con el tiempo. ¿Qué tipo de régimen de estado se estaba experimentando?

Accepted Answer

Estado transitorio

Answer

Estado estacionario

Answer

Estado cíclico

Answer

Estado cuasi-estacionario

Question 20

En las aletas de enfriamiento, ¿cuál de las siguientes modificaciones mejora la transferencia de calor?

Accepted Answer

Aumentar la altura de las aletas

Answer

Disminuir el número de aletas

Answer

Eliminar las puntas de las aletas

Answer

Reducir la conductividad térmica de las aletas

Question 21

Entre las siguientes aplicaciones, ¿cuál utiliza la conducción de calor para calentar un espacio?

Accepted Answer

Radiador

Answer

Aire acondicionado

Answer

Ventilador

Answer

Caldera

Question 22

Se tiene una placa rectangular de aluminio (k = 205 W/m·K) de 2 cm de espesor, 1 m de ancho y 2 m de largo. Si la temperatura en una cara es de 100 °C y en la otra cara es de 50 °C, ¿cuál es la resistencia térmica de la placa?

Accepted Answer

0.0097 K/W

Answer

0.0485 K/W

Answer

0.097 K/W

Answer

0.0194 K/W

Question 23

Un material aislante tiene una conductividad térmica de 0.05 W/m·K. ¿Qué espesor se necesita para que la tasa de flujo de calor a través de una pared de 1 m² de área sea de 10 W, si la diferencia de temperatura entre las caras es de 20 °C?

Accepted Answer

0.04 m

Answer

0.08 m

Answer

0.16 m

Answer

0.02 m

Question 24

Dos placas de diferentes materiales, una de cobre (k = 400 W/m·K) y otra de acero (k = 50 W/m·K), tienen el mismo espesor y área. ¿Cuál de las dos placas tendrá una mayor resistencia térmica?

Accepted Answer

La placa de acero

Answer

La placa de cobre

Answer

No se puede determinar sin más información

Answer

Ambas placas tienen la misma resistencia térmica

Question 25

¿Cuál de los siguientes factores NO afecta la tasa de flujo de calor por conducción?

Accepted Answer

El color del material

Answer

El área de la superficie

Answer

La conductividad térmica del material

Answer

La diferencia de temperatura entre las superficies

Question 26

Una pared compuesta está formada por dos capas: una capa de ladrillo (k = 0.7 W/m·K) de 10 cm de espesor y una capa de yeso (k = 0.2 W/m·K) de 5 cm de espesor. Si la temperatura en la superficie exterior del ladrillo es de 25 °C y la temperatura en la superficie interior del yeso es de 20 °C, ¿cuál es la temperatura en la interfaz entre el ladrillo y el yeso?

Accepted Answer

22.5 °C

Answer

24.5 °C

Answer

21.5 °C

Answer

23.5 °C