El documento habla sobre el análisis de sistemas concentrados en transferencia de calor. Este método se puede aplicar cuando el número de Biot es menor o igual a 0.1, lo que indica que la temperatura dentro del cuerpo se mantiene esencialmente uniforme. Se analizan varios ejemplos de transferencia de calor entre sólidos y su medio, identificando cuándo es más probable que se pueda aplicar el análisis de sistemas concentrados.

1. Que es el análisis de sistemas concentrados. Cuando se puede aplicar
4-1C En el análisis de transferencia de calor, algunos cuerpos se observan que tiende a
comportarse como un "bulto" que toda su temperatura corporal se mantiene esencialmente
uniforme en todo momento durante el proceso de transferencia de calor. La temperatura de
tales organismos puede ser tomado como una función del tiempo solamente. Análisis de
transferencia de calor que utiliza esta idealización se conoce como el sistema de análisis
agrupados. Es aplicable cuando el número de Biot (la relación de la resistencia a la conducción
dentro del cuerpo para la resistencia a la convección en la superficie del cuerpo) es menor que
o igual a 0,1.
CONSIDERE LA TRANSFERENCIA DE CALOR ENTRE DOS CUERPOS SÓLIDOS IDÉNTICOS
CALIENTES Y EL AIRE QUE CIRCULA. EL PRIMER SÓLIDO SE ESTÁ ENFRIANDO POR MEDIO DEUN
VENTILADOR EN TANTO QUE EL SEGUNDO SE DEJA ENFRIAR DE MANERA NATURAL. PARA
CUAL DE LOS SÓLIDOS ES MÁS PROBABLE QUE SE PUEDA APLICAR EL ANÁLISIS DE SISTEMA
CONCENTRADOS. POR QUE
4-2c El sistema de análisis agrupado es más probable que sea aplicable para el cuerpo que se
enfría naturalmente ya que el número de Biot es proporcional al coeficiente de transferencia
de calor por convección, que es proporcional a la velocidad del aire. Por lo tanto, el número de
Biot es más probable que sea inferior a 0,1 para el caso de la convección natural.
CONSIDERE LA TRANSFERENCIA DE CALOR ENTRE 2 CUERPOS SÓLIDOS IDENTICOS CALIENTES Y
SU MEDIO AMBIENTE. EL PRIMER SÓLIDO SE DEJA CAER EN UN RECIPIENTE GRANDE LLENO
CON AGUA EN TANTO QUE EL SEGUNDO SE DEJA ENFRIAR DE MANERA NATURAL EN EL AIRE.
PARA CUÁL DE LOS SÓLIDOS ES MÁS PROBABLE QUE SE PUEDA APLICAR EL ANÁLISIS DE
SISTEMAS CONCENTRADOS. POR QUE
4-3c El sistema de análisis agrupado es más probable que sea aplicable para el cuerpo que se
deja enfriar en el aire ya que el número de Biot es proporcional al coeficiente de transferencia
de calor por convección, que es mayor en agua de lo que es en el aire debido a la
conductividad térmica. Por lo tanto, el número de Biot es más probable que sea inferior a 0,1
para el caso de la refrigeración sólido en el aire
CONSIDERE UNA PAPA HORNEADA CALIENTE SOBRE UN PLANO. SE OBSERVA QUE LA
TEMPERATURA DE LA PAPA CAE EN 4ºC DURANTE EL PRIMER MINUTO. DURANTE EL SEGUNDO
MINUTO, LA TEMPERATURA CAERÁ MENOS DE 4ºC, LOS MISMOS 4ºC O MÁS DE 4ºC. POR QUE
4-4c La caída de temperatura de la patata durante el segundo minuto será menor que 4 ya que
la temperatura de un cuerpo se aproxima a la temperatura del medio circundante
asintóticamente, y por lo tanto cambia rápidamente al principio, pero lentamente después.
CONSIDERE UNA PAPA QUE SE COSE EN UN HORNO MANTENIENDO UNA T CONSTANTE. SE
OBSERVA QUE LA TEMPERATURA DE LA PAPA SE ELEVA EN 5ºC DURANTE EL PRIMER MINUTO.
DURANTE EL SEGUNDO MINUTO, LA TEMPERATURA AUMENTARÁ MENOS DE 5ºC, LOS
MISMOS 5ºC O MÁS DE 4ºC. POR QUE

2. 4-5c El aumento de la temperatura de la patata durante el segundo minuto será menor que 5
ya que la temperatura de un cuerpo se aproxima a la temperatura del medio circundante
asintóticamente, y por lo tanto cambia rápidamente al principio, pero lentamente después.
CUAL ES EL SIGNIFICADO FÍSICO DEL NUMERO DE BIOT. ES MÁS PROBABLE QUE EL NUMERO
DE BIOT SEA MÁS GRANDE PARA LOS SÓLIDOS INTENSAMENTE CONDUCTORES O PARA LOS
MALOS CONDUCTORES
4-6C El número de Biot es la razón entre la resistencia a la conducción dentro del cuerpo con
respecto a la resistencia a la convección en la superficie del cuerpo
CONSIDERE UNA ESFERA Y UN CILINDRO DE VOLUMEN IGUAL HECHOS DE COBRE. TANTO LA
ESFERA COMO EL CILINDRO ESTÁN AL PRINCIPIO A LA MISMA TEMPERATURA Y SE EXPONE A
CONVECCIÓN EN EL MISMO MEDIO AMBIENTE. CUAL PIENSA USTED QUE SE ENFRIARÁ MÁS
RAPIDO. PO QUE
4-8C El cilindro se enfriará más rápido que la esfera ya que la tasa de transferencia de calor es
proporcional al área de superficie, y la esfera tiene el área más pequeña para un volumen
dado.
EN QUE MEDIO ES MÁS PROBABLE QUE PUEDA APLICARSE EL ANÁLISIS DEE SISTEMAS
CONCENTRADOS: EN EL AGUA O EN EL AIRE. POR QUE
4-9C El análisis de sistema agrupados es más probable que sea aplicable en el aire que en el
agua ya que el coeficiente de transferencia de calor por convección y por lo tanto el número
de Biot es mucho menor en el aire.
¿Qué es un cilindro infinitamente largo? ¿ Cuándo resulta apropiado tratar un cilindro real
como si fuera infinitamente largo y cuando no lo es? ¿es apropiado uasr este modelo al hallar
4-26C un cilindro cuyo diámetro es pequeño en relación a su longitud puede ser tratado como
un cilindro infinitamente largo. Cuando el diámetro y la longitud del cilindro son comparables,
no es adecuado para tratar el cilindro como infinitamente largo. Tampoco es adecuado para
utilizar este modelo al encontrar las temperaturas cerca de las superficies de fondo o la parte
superior de un cilindro dado que la transferencia de calor en esos lugares puede ser de dos
dimensiones.
4-27C Sí. Una pared plana que un lado está aislado es equivalente a una pared plana que es el
doble de grueso y se expone a la convección desde ambos lados. El plano medio en el último
caso se comportará como una superficie aislada debido a la simetría térmica.
4-28C La solución para la determinación de la distribución de temperatura unidimensional
transitoria implica muchas variables que hacen que la representación gráfica de los resultados
poco prácticos. Con el fin de reducir el número de parámetros, algunas variables se agrupan en
cantidades adimensionales.

3. 4-29C El número de Fourier es una medida del calor conducido a través de un cuerpo con
respecto al calor almacenado. Así, un gran valor de número de Fourier indica una propagación
más rápida de calor a través del cuerpo. Dado que el número de Fourier es proporcional al
tiempo, duplicando el tiempo también se duplicará el número de Fourier.
4-30C Este caso puede ser manejado mediante el establecimiento de la transferencia de calor
h coeficiente a infinito ya que la temperatura del medio circundante en este caso se vuelve
equivalente a la temperatura de la superficie.
4-31C La cantidad máxima posible de transferencia de calor se produce cuando la temperatura
del cuerpo alcanza la temperatura del medio, y se puede determinar a partir de.
4-32C Cuando el número de Biot es menor que 0,1, la temperatura de la esfera será casi
uniforme en todo momento. Por lo tanto, es más conveniente utilizar el sistema de análisis
agrupado en este caso