> restart:#"m01_p02"

Qué temperatura máxima alcanzar una taza de loza de 100 gramos al echarle el café, supuesto equivalente a 100 gramos de agua hirviendo?

Datos:

> read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc):

> su1:="H2O":su2:="Arcilla":dat:=[m1=0.1*kg_,T1=(100+273)*K_,m2=0.1*kg_,T2=(15+273)*K_];

[m1 = `+`(`*`(.1, `*`(kg_))), T1 = `+`(`*`(373, `*`(K_))), m2 = `+`(`*`(.1, `*`(kg_))), T2 = `+`(`*`(288, `*`(K_)))]

Image

Esquema:(esquema técnico, no artístico)

> `:=`(Sistemas, [liq, sol, amb])

[liq, sol, amb]

> `:=`(Estados, [1, 2])

[1, 2]

Eqs. const.:

> eqET:=eq1_15;eqEE:=eq1_17;c:='c1':ldat:=get_liq_data(su1):c:='c2':sdat:=get_sol_data(su2):c:='c':dat:=[op(dat),Const,ldat,sdat,SI2,SI1]:subs(dat,[su1,c1,su2,c2]);

rho = rho[0]
DU = `*`(m, `*`(c, `*`(DT)))
[

a) Qu temperatura máxima alcanzar una taza de loza de 100 gramos al echarle el café, supuesto equivalente a 100 gramos de agua hirviendo?

> eqBE:=eq1_5;eqBE:=subs(eqBE,subs(DE[m]=0,eq1_9));eqBE_:=subs(eqEE,eqBE);eqBE1:=subs(m=m1,c=c1,DT=Tf-T1,W=W1,Q=Q1,eqBE_);eqBE2:=subs(m=m2,c=c2,DT=Tf-T2,W=W2,Q=Q2,eqBE_);eqBEtot:=subs(W1=0,W2=0,Q1+Q2=0,eqBE1+eqBE2);Tf_:=solve(eqBEtot,Tf);Tf__:=subs(dat,Tf_);'Tf'=TKC(%);#:Tf_C_:=subs(dat,Tf__-T[tr])/K_*`C`:T[f]:=evalf(Tf__,3);T[f]:=evalf(TKC(%),2);

DE = `+`(W, Q)
DU = `+`(W, Q)
`*`(m, `*`(c, `*`(DT))) = `+`(W, Q)
`*`(m1, `*`(c1, `*`(`+`(Tf, `-`(T1))))) = `+`(W1, Q1)
`*`(m2, `*`(c2, `*`(`+`(Tf, `-`(T2))))) = `+`(W2, Q2)
`+`(`*`(m1, `*`(c1, `*`(`+`(Tf, `-`(T1))))), `*`(m2, `*`(c2, `*`(`+`(Tf, `-`(T2)))))) = 0
`/`(`*`(`+`(`*`(m1, `*`(c1, `*`(T1))), `*`(m2, `*`(c2, `*`(T2))))), `*`(`+`(`*`(m1, `*`(c1)), `*`(m2, `*`(c2)))))
`+`(`*`(357.6, `*`(K_)))
Tf = `+`(`*`(84.4, `*`(?C)))

La estimación Tmax=85 C, resulta demasiado alta respecto a la experiencia. Es difícil estimar las prdidas de masa por evaporación, y las de energía por evaporación o transmisión de calor, pero el error mayor es haber supuesto que el café sale a 100 ºC, cuando en realidad el agua hirviendo pierde mucha temperatura al pasar por el filtro de café.

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