Problemas Primera Parte Radiacion
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1 Problema 1. Considérese un gran recinto cerrado que se mantiene a una temperatura uniforme de 2000 K. Calcular: a) Emitancia de la radiación que emerge desde una pequeña apertura practicada en el recinto (Resultado: E=9.07×10 5 W/m 2 ) b) Long. de onda por debajo de la cual se concentra el 10% de la emisión (Resultado: λ=1.1 μm) c) Long. de onda por encima de la cual se concentra el 10% de la emisión (Resultado: λ=4.69 μm) d) Máxima emitancia espectral y longitud de onda para la cual ocurre dicha emisión (Resultado: E λ, max =4.12 ×10 5 W/m 2 sr, λ max =1.45 μm) Problema 2. Un cuerpo negro a T=900 K irradia una potencia de 300 W en el rango de longitudes de onda comprendido entre λ 1m (longitud de onda correspondiente al máximo de emitancia a 900 K) y 5λ 1m . Calcular la potencia que produciría este mismo cuerpo a 200 K entre las longitudes de onda λ 2m (longitud de onda correspondiente al máximo de emitancia a 200 K) y 5λ 2m . (Resultado: Q=0.73 W) Problema 3. Una superficie cubierta de nieve absorbe el 80% de la radiación solar incidente de longitudes de onda inferiores a 0.4 micras, el 10% de la radiación entre dicho límite y 1 micra, y el 100% de la radiación con longitudes de onda superiores. El sol se comporta como un cuerpo negro a una temperatura de 5800 K. Calcular la fracción de la radiación solar incidente total que es absorbida por la nieve. (Resultado: F=0.4359) Problema 4. Una superficie difusa que se encuentra a una temperatura de 1600 K, posee la emisividad espectral hemisférica que se muestra en la figura. Para dicha superficie, calcular la emisividad total, la emitancia total y la longitud de onda para la cual se alcanza la máxima emitancia espectral. (Resultado: ε=0.558, E=207.4 kW/m 2 , λ=2 μm) Problema 5. La absortividad espectral de una superficie opaca y la irradiación espectral (calor incidente un unidad de superficie) sobre dicha superficie son las que se muestran en las figuras. Para dicha superficie, se pide: a) Dibujar esquemáticamente la variación de la reflectividad espectral hemisférica con la longitud de onda b) Calcular la absortividad total 0 2 5 λ (μm) ε 1 ε 2 0.4 0.8 1 ε ε ε ε λ λ λ λ ( λ λ λ λ )
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TERMODINAMICA
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Problema 1. Considérese un gran recinto cerrado que se mantiene a una temperatura uniforme de 2000 K. Calcular: a) Emitancia de la radiación que emerge desde una pequeña apertura practicada en el recinto
(Resultado: E=9.07×105 W/m2) b) Long. de onda por debajo de la cual se concentra el 10% de la emisión (Resultado: λ=1.1 µm) c) Long. de onda por encima de la cual se concentra el 10% de la emisión (Resultado: λ=4.69 µm) d) Máxima emitancia espectral y longitud de onda para la cual ocurre dicha emisión (Resultado:
Eλ, max=4.12 ×105 W/m2 sr, λmax=1.45 µm) Problema 2. Un cuerpo negro a T=900 K irradia una potencia de 300 W en el rango de longitudes de onda comprendido entre λ1m (longitud de onda correspondiente al máximo de emitancia a 900 K) y 5λ1m. Calcular la potencia que produciría este mismo cuerpo a 200 K entre las longitudes de onda λ2m (longitud de onda correspondiente al máximo de emitancia a 200 K) y 5λ2m. (Resultado: Q=0.73 W) Problema 3. Una superficie cubierta de nieve absorbe el 80% de la radiación solar incidente de longitudes de onda inferiores a 0.4 micras, el 10% de la radiación entre dicho límite y 1 micra, y el 100% de la radiación con longitudes de onda superiores. El sol se comporta como un cuerpo negro a una temperatura de 5800 K. Calcular la fracción de la radiación solar incidente total que es absorbida por la nieve. (Resultado: F=0.4359) Problema 4. Una superficie difusa que se encuentra a una temperatura de 1600 K, posee la emisividad espectral hemisférica que se muestra en la figura. Para dicha superficie, calcular la emisividad total, la emitancia total y la longitud de onda para la cual se alcanza la máxima emitancia espectral. (Resultado: ε=0.558, E=207.4 kW/m2, λ=2 µm)
Problema 5. La absortividad espectral de una superficie opaca y la irradiación espectral (calor incidente un unidad de superficie) sobre dicha superficie son las que se muestran en las figuras. Para dicha superficie, se pide: a) Dibujar esquemáticamente la variación de la reflectividad espectral hemisférica con la longitud
de onda b) Calcular la absortividad total
0 2 5λλλλ (µµµµm)
ε1
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