5-136 Los artículos alimenticios congelados se pueden des�congelar dejándolos simplemente sobre el mostrador, pero tarda demasiado. Se puede acelerar el proceso de manera considera�ble para los artículos planos, como los trozos de bistec, colocán�dolos sobre una pieza grande de metal intensamente conductor, llamada placa para descongelar, la cual sirve como una aleta. El área superficial aumentada mejora la transferencia de calor y, por consiguiente, reduce el tiempo para descongelar. Considere dos bisteces congelados de 1.5 cm de espesor a �18°C que se semejan a un objeto circular de 15 cm de diáme�tro cuando se colocan próximos uno al otro. Los bisteces ahora se colocan sobre una placa para descongelar de aluminio anodi�zado negro (k �=237 W/m · °C y α=� 97.1 � *10-�6 m2 /s y e = 0.90) de 1 cm de espesor, cuyo diámetro exterior es de 30 cm. Las propiedades de los bisteces congelados son p= � 970 kg/m3 , cp �= 1.55 kJ/kg · °C, k �= 1.40 W/m · °C, α= 0.93 *� 10-6 m2 /s y e =� 0.95, y el calor de fusión es hif �= 187 kJ/kg. Se puede considerar que los bisteces están descongelados cuando su tem�peratura promedio es de 0°C y se ha fundido todo el hielo en ellos. Inicialmente, la placa para descongelar está a la tempera�tura ambiente de 20°C y la contratapa de madera que se coloca encima se puede considerar como aislamiento. Asimismo, se puede considerar que las superficies circundantes están a la mis�ma temperatura que el aire ambiente y el coeficiente de transfe�rencia de calor por convección para todas las superficies expuestas se puede considerar como 12 W/m2 · °C. Se puede des�preciar la transferencia de calor desde las superficies laterales de los bisteces y de la placa para descongelar. Si se supone con�ducción de calor unidimensional tanto en los bisteces como en la placa y mediante el método explícito de las diferencias fini�tas, determine cuánto tiempo tardarán en descongelarse. Use cuatro nodos con un espaciamiento nodal de �Δx= � 0.5 cm para los trozos de bistec, y tres nodos con un espaciamiento nodal de �Δr =� 3.75 cm, para la parte expuesta de la placa para descon�gelar. También, use un intervalo de tiempo de Δ�t= � 5 s. Su�gerencia: En primer lugar, determine la cantidad total de trans�ferencia de calor necesaria para descongelar los trozos de bistec y, a continuación, determine cuánto tiempo transcurrirá para transferir esa cantidad de calor
5-137 Repita el problema 5-136 para una placa para descon�gelar de cobre, mediante un intervalo de tiempo de Δ�t= � 5 s.