Biofísica Final Jul17 T1 - 7 Termodinámica

7. La pared de una habitación está compuesta por dos planchas de igual espesor. La plancha interna es de aluminio y la externa de madera (el aluminio es mejor conductor del calor que la madera). El interior de la habitación se mantiene a 25°C y el exterior a 5°C. Si llamamos Pmad y PAl a las potencias calóricas que atraviesan cada material y T1/2 a la temperatura de la unión entre ambas planchas, una vez que se alcance el régimen estacionario se cumplirá que:

  Pmad < Pal Falso.  Pmad = Pal = constante en régimen estacionario   Pmad > PAl Falso.  Pmad = Pal = constante en régimen estacionario █ T1/2 > 15°C Verdadero. Ley de Fourier Q/t = k A ΔT / e donde Q/t = potencia calórica = Pmad = Pal  (régimen estacionario) k = conductividad térmica (depende del material kmad o kal) A = área ΔT  = variación de la temperatura e = espesor reemplazando Pmad = kmad A (T1/2 – Tex) / e Pal = kal A (Tint - T1/2) / e El cociente entre ambas ecuaciones 1 = kal (Tint - T1/2) / kmad (T1/2 – Tex) reordenando (T1/2 – Tex) / (Tint - T1/2) = kal / kmad Ademas  kal > kmad  (el aluminio es mejor conductor del calor que la madera  --- > kal / kmad > 1 (T1/2 – Tex) / (Tint - T1/2) > 1  T1/2 >  (5 ºC + 25 ºC)/2 = 15 ºC   T1/2 < 15°C Falso.  T1/2 > 15 ºC   Toda la plancha de madera se encontrará a 5ºC. Falso.  La madera tiene un perfil de temperaturas entre 5ºC y T1/2   Ambas planchas se encontrarán a 15ºC. Falso.  Ambas están entre 5ºC y 15ºC