1.- Un recipiente con agua hirviendo (100°C) se retira del fuego en el instante t = 0 y se deja enfriar en una habitación grande que se encuentra a una temperatura constante de 20°C. Sabiendo que pasados 5 minutos la temperatura del agua se ha enfriado hasta 80°C:
a) Determinar la constante de proporcionalidad k.
b) Determinar el tiempo que tardará el agua del recipiente en descender hasta una temperatura de 30°C.
2.- Se analiza la resistencia térmica de un cultivo de bacterias termófilas, la cual se enfría desde 100°C (su temperatura inicial elevada por tratamiento) hasta 70°C en 15 minutos al retirarlo de la fuente de calor y colocarlo en el laboratorio, donde la temperatura ambiente es de 20°C. Hallar su temperatura
3.- En un experimento se colocó una muestra de una sustancia en un baño de hielo a 41°F para disminuir su actividad. La temperatura inicial de la sustancia es desconocida.
Después de 30 minutos, se registra una temperatura de 46.4°F en la muestra, y al cabo de 40 minutos, la temperatura ha bajado a 42.8°F. ¿Cuál era la temperatura inicial de la muestra en grados Celsius?
4.- Se considera aplicar la ley de enfriamiento de Newton para describir el efecto de las oscilaciones de temperatura en el exterior de un invernadero sobre las temperaturas en su interior. Suponga que usted va a salir durante cuatro días y se pregunta si puede desactivar el sistema de calefacción durante su ausencia. (Hay plantas dentro que no pueden tolerar temperaturas por debajo de los 40°F.)
Suponga que la temperatura exterior varía de forma senoidal desde una media de 45°F, con una oscilación de 10°F hacia arriba y hacia abajo. Si cuando usted abandona el edificio en la mañana se tiene una temperatura de 70°F y en el exterior la temperatura es de 45°F, ¿Están a salvo sus plantas? (El área superficial del invernadero, tipo de construcción, aislamiento y energía calorífica de la edificación se toman en cuenta si emplea el valor k = -0.2 en la ley de enfriamiento de Newton, cuando t se mide en horas, y T en grados Fahrenheit.)