Calculadora Respuesta de temperatura del pulso de energía instantánea en un sólido semi infinito

✖Temperatura inicial del sólido es la temperatura del sólido dado inicialmente.ⓘ Temperatura inicial del sólido [T_i]			+10% -10%
✖La energía térmica es la cantidad de calor total requerida.ⓘ Energía térmica [Q]			+10% -10%
✖El área es la cantidad de espacio bidimensional que ocupa un objeto.ⓘ Área [A]			+10% -10%
✖La densidad de un cuerpo es la cantidad física que expresa la relación entre su masa y su volumen.ⓘ Densidad del cuerpo [ρ_B]			+10% -10%
✖La capacidad calorífica específica es el calor requerido para elevar la temperatura de la unidad de masa de una sustancia determinada en una cantidad determinada.ⓘ Capacidad calorífica específica [c]			+10% -10%
✖La difusividad térmica es la conductividad térmica dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a presión constante.ⓘ Difusividad térmica [α]			+10% -10%
✖La constante de tiempo se define como el tiempo total que tarda un cuerpo en alcanzar la temperatura final desde la temperatura inicial.ⓘ Tiempo constante [𝜏]			+10% -10%
✖La profundidad del sólido semi infinito se define como la profundidad del sólido.ⓘ Profundidad del Sólido Semi Infinito [x]			+10% -10%

✖La temperatura en cualquier momento T se define como la temperatura de un objeto en cualquier momento t medida con un termómetro.ⓘ Respuesta de temperatura del pulso de energía instantánea en un sólido semi infinito [T]

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Respuesta de temperatura del pulso de energía instantánea en un sólido semi infinito Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Temperatura en cualquier momento T = Temperatura inicial del sólido+(Energía térmica/(Área*Densidad del cuerpo*Capacidad calorífica específica*(pi*Difusividad térmica*Tiempo constante)^(0.5)))*exp((-Profundidad del Sólido Semi Infinito^2)/(4*Difusividad térmica*Tiempo constante))
T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5)))*exp((-x^2)/(4*α*𝜏))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 9 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funciones utilizadas

exp - En una función exponencial, el valor de la función cambia en un factor constante por cada cambio de unidad en la variable independiente., exp(Number)

Variables utilizadas

Temperatura en cualquier momento T - (Medido en Kelvin) - La temperatura en cualquier momento T se define como la temperatura de un objeto en cualquier momento t medida con un termómetro.
Temperatura inicial del sólido - (Medido en Kelvin) - Temperatura inicial del sólido es la temperatura del sólido dado inicialmente.
Energía térmica - (Medido en Joule) - La energía térmica es la cantidad de calor total requerida.
Área - (Medido en Metro cuadrado) - El área es la cantidad de espacio bidimensional que ocupa un objeto.
Densidad del cuerpo - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad de un cuerpo es la cantidad física que expresa la relación entre su masa y su volumen.
Capacidad calorífica específica - (Medido en Joule por kilogramo por K) - La capacidad calorífica específica es el calor requerido para elevar la temperatura de la unidad de masa de una sustancia determinada en una cantidad determinada.
Difusividad térmica - (Medido en Metro cuadrado por segundo) - La difusividad térmica es la conductividad térmica dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a presión constante.
Tiempo constante - (Medido en Segundo) - La constante de tiempo se define como el tiempo total que tarda un cuerpo en alcanzar la temperatura final desde la temperatura inicial.
Profundidad del Sólido Semi Infinito - (Medido en Metro) - La profundidad del sólido semi infinito se define como la profundidad del sólido.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Temperatura inicial del sólido: 600 Kelvin --> 600 Kelvin No se requiere conversión
Energía térmica: 4200 Joule --> 4200 Joule No se requiere conversión
Área: 50.3 Metro cuadrado --> 50.3 Metro cuadrado No se requiere conversión
Densidad del cuerpo: 15 Kilogramo por metro cúbico --> 15 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Capacidad calorífica específica: 1.5 Joule por kilogramo por K --> 1.5 Joule por kilogramo por K No se requiere conversión
Difusividad térmica: 5.58 Metro cuadrado por segundo --> 5.58 Metro cuadrado por segundo No se requiere conversión
Tiempo constante: 1937 Segundo --> 1937 Segundo No se requiere conversión
Profundidad del Sólido Semi Infinito: 0.02 Metro --> 0.02 Metro No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

T = T_i+(Q/(A*ρ_B*c*(pi*α*𝜏)^(0.5)))*exp((-x^2)/(4*α*𝜏)) --> 600+(4200/(50.3*15*1.5*(pi*5.58*1937)^(0.5)))*exp((-0.02^2)/(4*5.58*1937))

Evaluar ... ...

T = 600.02013918749

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

600.02013918749 Kelvin --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

600.02013918749 ≈ 600.0201 Kelvin <-- Temperatura en cualquier momento T

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Ayush Gupta

Escuela Universitaria de Tecnología Química-USCT (GGSIPU), Nueva Delhi

¡Ayush Gupta ha creado esta calculadora y 300+ más calculadoras!

Verificada por Prerana Bakli

Universidad de Hawái en Mānoa (UH Manoa), Hawái, Estados Unidos

¡Prerana Bakli ha verificado esta calculadora y 1600+ más calculadoras!

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Número de Fourier utilizando el número de Biot

LaTeX Vamos Número de Fourier = (-1/(Número de biota))*ln((Temperatura en cualquier momento T-Temperatura del fluido a granel)/(Temperatura inicial del objeto-Temperatura del fluido a granel))

Número de biot usando el número de Fourier

LaTeX Vamos Número de biota = (-1/Número de Fourier)*ln((Temperatura en cualquier momento T-Temperatura del fluido a granel)/(Temperatura inicial del objeto-Temperatura del fluido a granel))

Contenido inicial de energía interna del cuerpo en referencia a la temperatura ambiente

LaTeX Vamos Contenido de energía inicial = Densidad del cuerpo*Capacidad calorífica específica*Volumen de objeto*(Temperatura inicial del sólido-Temperatura ambiente)

Número de Biot utilizando el Coeficiente de Transferencia de Calor

LaTeX Vamos Número de biota = (Coeficiente de transferencia de calor*Espesor de la pared)/Conductividad térmica