Calculadora Tiempo necesario para alcanzar la temperatura dada

✖La temperatura final es la temperatura a la que se realizan las mediciones en el estado final.ⓘ Temperatura final [T_f]			+10% -10%
✖La temperatura del fluido es la temperatura del fluido que rodea el objeto.ⓘ Temperatura del fluido [t_f]			+10% -10%
✖La temperatura inicial se define como la medida de calor en el estado o condiciones iniciales.ⓘ Temperatura inicial [T_o]			+10% -10%
✖La densidad de un material muestra la densidad de ese material en un área determinada. Esto se toma como masa por unidad de volumen de un objeto dado.ⓘ Densidad [ρ]			+10% -10%
✖El volumen total es la cantidad total de espacio que ocupa una sustancia u objeto o que está encerrado dentro de un contenedor.ⓘ Volumen total [V_T]			+10% -10%
✖El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para elevar la temperatura en un grado Celsius.ⓘ Calor especifico [c]			+10% -10%
✖El coeficiente de transferencia de calor por convección es la tasa de transferencia de calor entre una superficie sólida y un fluido por unidad de superficie por unidad de temperatura.ⓘ Coeficiente de transferencia de calor por convección [h]			+10% -10%
✖El área de superficie de una forma tridimensional es la suma de todas las áreas de superficie de cada uno de los lados.ⓘ Área de superficie [A]			+10% -10%

✖Tiempo transcurrido desde que se inicia una tarea en particular.ⓘ Tiempo necesario para alcanzar la temperatura dada [t]

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Fórmula

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Tiempo necesario para alcanzar la temperatura dada

Fórmula

`"t" = ln(("T"_{"f"}-"t"_{"f"})/("T"_{"o"}-"t"_{"f"}))*(("ρ"*"V"_{"T"}*"c")/("h"*"A"))`

Ejemplo

`"12s"=ln(("20.002074366K"-"10K")/("20K"-"10K"))*(("5.51kg/m³"*"63m³"*"120J/(kg*K)")/("0.04W/m²*K"*"18m²"))`

Calculadora

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Tiempo necesario para alcanzar la temperatura dada Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tiempo transcurrido = ln((Temperatura final-Temperatura del fluido)/(Temperatura inicial-Temperatura del fluido))*((Densidad*Volumen total*Calor especifico)/(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie))
t = ln((T_f-t_f)/(T_o-t_f))*((ρ*V_T*c)/(h*A))
Esta fórmula usa 1 Funciones, 9 Variables

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)

Variables utilizadas

Tiempo transcurrido - (Medido en Segundo) - Tiempo transcurrido desde que se inicia una tarea en particular.
Temperatura final - (Medido en Kelvin) - La temperatura final es la temperatura a la que se realizan las mediciones en el estado final.
Temperatura del fluido - (Medido en Kelvin) - La temperatura del fluido es la temperatura del fluido que rodea el objeto.
Temperatura inicial - (Medido en Kelvin) - La temperatura inicial se define como la medida de calor en el estado o condiciones iniciales.
Densidad - (Medido en Kilogramo por metro cúbico) - La densidad de un material muestra la densidad de ese material en un área determinada. Esto se toma como masa por unidad de volumen de un objeto dado.
Volumen total - (Medido en Metro cúbico) - El volumen total es la cantidad total de espacio que ocupa una sustancia u objeto o que está encerrado dentro de un contenedor.
Calor especifico - (Medido en Joule por kilogramo por K) - El calor específico es la cantidad de calor por unidad de masa necesaria para elevar la temperatura en un grado Celsius.
Coeficiente de transferencia de calor por convección - (Medido en Vatio por metro cuadrado por Kelvin) - El coeficiente de transferencia de calor por convección es la tasa de transferencia de calor entre una superficie sólida y un fluido por unidad de superficie por unidad de temperatura.
Área de superficie - (Medido en Metro cuadrado) - El área de superficie de una forma tridimensional es la suma de todas las áreas de superficie de cada uno de los lados.

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

Temperatura final: 20.002074366 Kelvin --> 20.002074366 Kelvin No se requiere conversión
Temperatura del fluido: 10 Kelvin --> 10 Kelvin No se requiere conversión
Temperatura inicial: 20 Kelvin --> 20 Kelvin No se requiere conversión
Densidad: 5.51 Kilogramo por metro cúbico --> 5.51 Kilogramo por metro cúbico No se requiere conversión
Volumen total: 63 Metro cúbico --> 63 Metro cúbico No se requiere conversión
Calor especifico: 120 Joule por kilogramo por K --> 120 Joule por kilogramo por K No se requiere conversión
Coeficiente de transferencia de calor por convección: 0.04 Vatio por metro cuadrado por Kelvin --> 0.04 Vatio por metro cuadrado por Kelvin No se requiere conversión
Área de superficie: 18 Metro cuadrado --> 18 Metro cuadrado No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

t = ln((T_f-t_f)/(T_o-t_f))*((ρ*V_T*c)/(h*A)) --> ln((20.002074366-10)/(20-10))*((5.51*63*120)/(0.04*18))

Evaluar ... ...

t = 11.9999999164213

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

11.9999999164213 Segundo --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

11.9999999164213 ≈ 12 Segundo <-- Tiempo transcurrido

(Cálculo completado en 00.020 segundos)

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Créditos

Creado por Ravi Khiyani

Instituto de Tecnología y Ciencia Shri Govindram Seksaria (SGSITS), Indore

¡Ravi Khiyani ha creado esta calculadora y 200+ más calculadoras!

Verificada por Anshika Arya

Instituto Nacional de Tecnología (LIENDRE), Hamirpur

¡Anshika Arya ha verificado esta calculadora y 2500+ más calculadoras!

< 13 Conducción de calor transitoria Calculadoras

Tasa de transferencia de calor instantánea

Vamos Velocidad de calentamiento = Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*(Temperatura inicial-Temperatura del fluido)*(exp(-(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*Tiempo transcurrido)/(Densidad*Volumen total*Capacidad calorífica específica)))

Temperatura después de transcurrido el tiempo dado

Vamos Temperatura = ((Temperatura inicial-Temperatura del fluido)*(exp(-(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*Tiempo transcurrido)/(Densidad*Volumen total*Capacidad calorífica específica))))+Temperatura del fluido

Tiempo necesario para alcanzar la temperatura dada

Vamos Tiempo transcurrido = ln((Temperatura final-Temperatura del fluido)/(Temperatura inicial-Temperatura del fluido))*((Densidad*Volumen total*Calor especifico)/(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie))

Cambio en la energía interna del cuerpo concentrado

Vamos Cambio en la energía interna = Densidad*Calor especifico*Volumen total*(Temperatura inicial-Temperatura del fluido)*(1-(exp(-(Número de biota*Número de Fourier))))

Transferencia de calor total durante el intervalo de tiempo

Vamos Transferencia de calor = Densidad*Calor especifico*Volumen total*(Temperatura inicial-Temperatura del fluido)*(1-(exp(-(Número de biota*Número de Fourier))))

Relación de diferencia de temperatura para el tiempo transcurrido determinado

Vamos Relación de temperatura = exp(-(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*Tiempo transcurrido)/(Densidad*Volumen total*Capacidad calorífica específica))

Producto de Biot y número de Fourier dadas las propiedades del sistema

Vamos Producto de los números de Biot y Fourier = (Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*Tiempo transcurrido)/(Densidad*Volumen total*Capacidad calorífica específica)

Encendido exponencial de la relación temperatura-tiempo

Vamos Constante B = -(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie*Tiempo transcurrido)/(Densidad*Volumen total*Capacidad calorífica específica)

Constante de tiempo en transferencia de calor en estado inestable

Vamos Tiempo constante = (Densidad*Capacidad calorífica específica*Volumen total)/(Coeficiente de transferencia de calor por convección*Área de superficie)

Difusividad Térmica

Vamos Difusividad térmica = Conductividad térmica/(Densidad*Capacidad calorífica específica)

Capacitancia termal

Vamos Capacitancia térmica = Densidad*Capacidad calorífica específica*Volumen

Relación de la diferencia de temperatura para el tiempo transcurrido dado el número de Biot y Fourier

Vamos Relación de temperatura = exp(-(Número de biota*Número de Fourier))

Potencia en Exponencial de Relación Temperatura-tiempo dado Biot y Número de Fourier

Vamos Constante B = -(Número de biota*Número de Fourier)