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“La temperatura de un cuerpo se modifica a una velocidad que es proporcional a la diferencia de las temperaturas entre el cuerpo y el medio externo, siempre que el medio mantenga constante su temperat?

“La temperatura de un cuerpo se modifica a una velocidad que es proporcional a la diferencia de las temperaturas entre el cuerpo y el medio externo, siempre que el medio mantenga constante su temperatura”. DT / dt = k(T - T_a) En ese sentido, dicho fenómeno se presenta frecuentemente en la vida cotidiana y se puede aplicar en el siguiente caso : Una pequeña lámina de metal, cuya temperatura inicial es de 20 °C, se introduce en un recipiente que contiene agua hirviendo. ¿Cuánto tiempo le llevará a la lámina alcanzar los 90° C, si se sabe que su temperatura se incrementó en 2° C en un segundo, cuánto le llevará alcanzar los 98° C respectivamente? A) 82. 1 s. b) 145. 75 s. C) 87. 4 s. d) 158. 94 s.

En resumen

Temperatura inicial = Ta = 20 °C T = 90°C dT / dt = 2°C / seg t = ?

Mejor respuesta

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Datos

Temperatura inicial = Ta = 20 °C T = 90°C dT / dt = 2°C / seg t = ?

T = 98°C RESOLVEMOS : Aplciamos la ley de enfriamiento ( ley de Newton) : dT / dt = k * (T - Ta)

Despejamos k : k = ( T - To) / dT / dt k = ( 90 °C - 20°C ) / 2°C / seg k = 70 / 2 seg dT / dt = (70 / 2) * ( T - 20°C ) ∫ dT / (T - 20°C ) = ∫ (70 / 2) dt Ln( T - 20°C ) = (70 / 2) * t t = Ln( T - 20°C ) / (70 / 2)

Tiempo en que la lámina tardara en alcanzar los 90 °C : t = Ln( 90°C - 20°C ) / (70 / 2) = 0.

052seg

Para T = 98°C t = Ln( 98°C - 20°C ) / (70 / 2) = 0.

054 seg

Se tardó 0.

052seg en alcanzar los 90°C y 0.

054 seg en alcanzar los 98°C .

Otras 1 respuestas

Respuesta 2

Esther30
6

Respuesta : Aplicamos la ley de enfriamiento ( ley de Newton) : dT / dt = k * (T - Ta)

Despejamos k : k = ( T - To) / dT / dt k = ( 90 °C - 20°C ) / 2°C / seg k = 70 / 2 seg dT / dt = (70 / 2) * ( T - 20°C ) ∫ dT / (T - 20°C ) = ∫ (70 / 2) dt Ln( T - 20°C ) = (70 / 2) * t t = Ln( T - 20°C ) / (70 / 2)

Tiempo en que la lámina tardara en alcanzar los 90 °C : t = Ln( 90°C - 20°C ) / (70 / 2) = 0.

052seg

Para T = 98°C

t = Ln( 98°C - 20°C ) / (70 / 2) = 0.

054 seg

Se tardó 0.

052seg en alcanzar los 90°C y 0.

054 seg en alcanzar los 98°C .

Explicación :