Fórmula de pérdida de calor

El calor se puede denominar como la cantidad de energía que fluye espontáneamente entre dos objetos debido a un diferencial de temperatura. Durante los sistemas térmicos, los objetos con diferentes temperaturas tienden a acercarse al equilibrio térmico. El objeto más caliente transmite calor al objeto más frío hasta que las temperaturas se igualan o hasta que los objetos alcanzan el equilibrio térmico. La pérdida de calor puede ser el resultado de cualquiera de estos factores: ya sea radiación o convección, o incluso conducción.

Pérdida de calor

La pérdida de calor es la reducción de calor en el espacio causada por la transmisión de calor a través de paredes, techos, ventanas y superficies de edificios. Calculamos la pérdida de calor al encontrar el producto de los valores del área, el diferencial de temperatura entre las superficies interior y exterior, y el valor de la pérdida de calor del material. La pérdida de calor por convección es el tipo de pérdida de calor que es de particular relevancia en la ventilación de procesos calientes.

Ninguno de los materiales de este mundo puede evitar la pérdida de calor, pero algunos de ellos pueden minimizarla. La unidad para medir la pérdida de calor es Watts (W). 

Fórmula de pérdida de calor 

La pérdida de calor se denota con el símbolo q. Su fórmula dimensional está dada por [M ¹ L ² T ^-3 ]. Es directamente proporcional al valor de transmisión de calor, el área del objeto y la diferencia de temperatura entre el objeto y su entorno. En otras palabras, su fórmula es igual al producto del coeficiente de transmisión general, el área del objeto y la diferencia de temperatura. Su fórmula se expresa como:

q = (U × A) × Δt

Dónde, 

• q representa la pérdida de calor total en vatios.
• U es el coeficiente de transmisión global.
• A es el área del objeto/edificio.
• Δt representa la diferencia entre la temperatura interior y exterior.

Problemas de muestra

Pregunta 1: Calcule la cantidad de calor perdido dado que el área, el coeficiente de transferencia de calor y Δt son 60 m2, 0,7 y 50 °C respectivamente.

Solución:

Dado: U = 0,7, A = 60 m2, Δt = 50°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

⇒ q = 0,7 × 60 × 50 W

q = 2100 W

Pregunta 2: Calcule la cantidad de calor perdido dado que el área, el coeficiente de transferencia de calor y Δt son 70 m2, 0,2 y 60 °C respectivamente.

Solución:

Dado: U = 0,2, A = 70 m2, Δt = 60°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

⇒ q = 0,2 × 70 × 60 W

q = 840 W

Pregunta 3: Calcule la cantidad de calor perdido dado que el área, el coeficiente de transferencia de calor y Δt son 10 m2, 0,3 y 10 °C respectivamente.

Solución:

Dado: U = 0,3, A = 10 m2, Δt = 10°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

⇒ q = 0,3 × 10 x 10 W

q = 30 W

Pregunta 4: Calcule el coeficiente de transferencia de calor dado que el área, la cantidad de calor perdido y Δt son 20 m2, 240 W y 30 °C respectivamente.

Solución:

Dado: q = 240 W, A = 20 m2, Δt = 30°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

=> U = q/A∆t

=> U = 240/(20 × 30)

U = 0,4

Pregunta 5: Calcule el coeficiente de transferencia de calor dado que el área, la cantidad de calor perdido y Δt son 40 m2, 1000 W y 50 °C respectivamente.

Solución:

Dado: q = 1000 W, A = 40 m2, Δt = 50°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

=> U = q/A∆t

=> U = 1000/(40 × 50)

U = 0,5

Pregunta 6: Calcule el área del objeto dado que la cantidad de calor perdido, el coeficiente de transferencia de calor y Δt son 40 W, 0,1 y 20 °C, respectivamente.

Solución:

Dado: q = 40 W, U = 0,1, Δt = 20°C

Ya que, q = (U × A) × Δt

=> A = q/UΔt

=> A = 40/(0,1 × 20)

A = 20 metros cuadrados

Pregunta 7: Calcule la diferencia de temperatura dado que el área, el coeficiente de transferencia de calor y la cantidad de calor perdido son 20 m2, 0,9 y 216 W, respectivamente.

Solución:

Dado: U = 0,9, A = 20 m2, q = 216 W

Ya que, q = (U × A) × Δt

=> Δt = q/UA

=> Δt = 216/(0,9 × 20)

Δt = 12°C