Question

Un estudiante que vive en un dormitorio de 4x6x6 metros enciende su ventilador de 150 W antes de salir de la habitación en un dia de verano, con la esperanza de encontrarla más fría cuando regrese en la tarde. Si se supone que puertas y ventanas están cerradas herméticamente y sin considerar cualquier pérdida de calor a través de las paredes y ventanas, determine la temperatura en el cuarto cuando el estudiante regresa 10 horas después. Use calores específicos a temperatura ambiente y suponga que en la mañana, cuando sale, la habitación esta a 100 kPa y 15 ºC.

Answer 1

El valor de la temperatura del cuarto pasado 10 horas es de T2 = 58.17 °C

Explicación paso a paso:

Calculamos el volumen del cuarto

V = 4m*6m*6m = 144m³

Calculamos la masa usando la ecuacion de gas ideal

m = PV/RT

m = (100kPa * 144m³) / (0.287 kPam³/kgK * 273+15)

m = 174.216 kg

Calculamos el trabajo eléctrico

We = Pt

We = 0.15 kJ/s * (3600s*10)

We = 5400 kJ

La trasferencia de energía esta dada por

dE = &Q - &W ⇒ Q = W = Δu = mCp(T2 - T1)

5400 kJ = 0.718 kJ/kg°C * 174.216kg (T2 - 10°C)

T2 = 58.17 °C