Sistemi termici: esercizi risolti

Esercizio 1

Calcola il valore della temperatura interna ad un forno che si trova inizialmente al valore della temperatura esterna T_e=20°C soggetto ad un flusso termico costante φ_o=3000W con resistenza termica delle pareti R=0,01 °K/W e con capacità termica C=10⁵ J/°K dopo mezzora dall'accensione del radiatore.
Trova, inoltre lo schema elettrico equivalente al sistema termico considerato.

Esercizio 2

Con riferimento all'esercizio precedente, considerare il calore trattenuto dal radiatore che ha resistenza termica R_x e capacità termica C_x.
Disegnare il circuito elettrico equivalente e calcolare la funzione di trasferimento fra la temperatura del radiatore T_xe il flusso di calore entrante.

Esercizio 3

Determinare la corrente che deve assorbire un radiatore elettrico di riscaldamento che ha resistenza elettrica R_e=100Ω



per portare la temperatura di una stanza di 2 x 3 x 4 m da T1=15°C 0 a T2=18°C in 5 minuti.

Esercizio 4

Nel sistema disegnato, il resistore (1) deve mantenere una massa m (5) alla temperatura T. La temperatura della massa T > T_e temperatura esterna.

L'involucro e il coperchio (2) del forno sono dello stesso materiale, al suo interno vi è un contenitore metallico (3) che contiene la massa (5) isolata dal contenitore metallico che riceve calore dall'olio (4) in cui è immersa.