Una bistecca di manzo spessa 4 cm viene adagiata sulla piastra di cottura (T=100°C). L’altra faccia della bistecca si può supporre che resti a temperatura ambiente (20°C). Sapendo che la conducibilità termica della carne di manzo è 0.53 W/m K e che la cottura della carne sopraggiunge quando la temperatura è pari a 70°C, calcolare in quale posizione della bistecca si è raggiunta la cottura se si ipotizza il raggiungimento di condizioni stazionarie.

K C = 0,53 W/m°C Q in Q usc x y y=0 T=100°C y=4cm T=20°C y=? T=70°C

Si deve costruire una cella frigorifera per stoccare dei prodotti da forno congelati ad una temperatura costante di - 20°C. La cella deve essere lunga 10 m, larga 15,5 m ed alta 6 m. Il pavimento viene costruito in cemento armato e può essere considerato perfettamente isolato termicamente. Le pareti laterali ed il soffitto sono realizzati con pannelli di poliuretano espanso rivestiti da lamierino di alluminio dello spessore di 180 mm e la loro conducibilità termica è pari a 0,02 kcal/(m)(h)(°C). La cella viene collocata all’interno di un capannone la cui temperatura è costantemente pari a 25 °C. Calcolare la quantità di calore che deve essere smaltita dall’impianto frigorifero per mantenere la temperatura della cella costante nel tempo.

T in= -20°C T est. =25°C

Le pareti di un tunnel di essiccamento sono costituite da pannelli di cemento aventi una conduttività termica di Kcal/m s °C e spessore pari a 2 cm. Durante una determinata operazione di essiccamento la temperatura all’interno del tunnel è di 70 °C e la temperatura esterna è pari a 15 °C. Si è stimato che il coefficiente laminare di trasporto di calore tra aria e parete interna è di 75 Kcal/m s °C e tra la superficie esterna e l’aria ambiente è di 15 Kcal/m s °C. Si desidera ridurre la perdita di calore attraverso la parete ad 1/4 del suo valore attuale aggiungendo del materiale isolante con conducibilità termica pari a Kcal/m s °C. Qual è lo spessore di isolante richiesto?

T IN =70°CT OUT =15°C

La stagionatura di alcuni formaggi richiede condizioni di umidità e temperatura costanti nel tempo. A questo scopo un caseificio si intende dotare di camera ambientale che possa operare a temperatura di 15 °C ed umidità relativa del 40%. La camera viene ricavata lungo la parete di fondo del capannone che ospita il caseificio dove in alcune ore del giorno la temperatura raggiunge i 30 °C. Tutte le pareti della camera, ad eccezione di quella che la separa dalla zona di processo possono ritenersi adiabatiche. Quest’ultima si pensa di realizzarla in multistrato formato da due lamierini metallici dello spessore di 3 mm (k = 202 W/m°K), intervallati da uno strato di schiuma poliuretanica (k = W/m°K). La parete di separazione che si intende realizzare ha una superficie di 50 m 2, e l’impianto di refrigerazione che si dispone è in grado di sottrarre al massimo dalla camera una quantità di energia pari a 150 W. Calcolare lo spessore dello strato di poliuretano che deve essere impiegato per la costruzione della parete.