Technology Rain Journal

Aplicación de ecuaciones diferenciales ordinarias en la modelación del enfriamiento de materiales

Vanessa Fernanda Morales Rovalino

Universidad Técnica de Ambato, Tungurahua, Ecuador.

https://orcid.org/0000-0001-8844-8544

Jairo Mauricio Ases Villacís

Investigador Independiente Ambato, Tungurahua, Ecuador.

https://orcid.org/0009-0001-0053-450X

José Williams Morales Cevallos

Universidad Técnica de Ambato, Tungurahua, Ecuador.

https://orcid.org/0009-0009-5526-2909

DOI: https://doi.org/10.55204/trj.v4i1.e81

Palabras clave: ecuaciones diferenciales, ley de enfriamiento, modelación matemática, ingeniería, temperatura, simulación.

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Resumen

Este artículo presenta la aplicación de ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) de primer orden en la modelación del enfriamiento de materiales, utilizando como base la Ley de Enfriamiento de Newton. A través de un enfoque analítico y computacional, se simula el comportamiento térmico de un cuerpo sometido a temperatura ambiente constante, permitiendo validar la curva exponencial de decaimiento térmico hacia el equilibrio. Se implementa una resolución analítica de la EDO y una simulación numérica para observar la influencia del parámetro k, característico del material y del medio. Los resultados obtenidos muestran alta concordancia entre el modelo teórico y la simulación, destacando la utilidad de esta herramienta en procesos de ingeniería como tratamientos y análisis térmicos de materiales. Asimismo, se discute su potencial didáctico en la enseñanza del cálculo diferencial, al promover un aprendizaje significativo basado en fenómenos reales. Se concluye que la modelación mediante EDO no solo permite representar fenómenos físicos con precisión, sino que también constituye una estrategia pedagógica eficaz para fortalecer competencias matemáticas aplicadas en contextos de formación en ingeniería.         

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