Biofísica 2do Parcial Jun19 T1 – 7 Termodinámica

7. Una plancha de telgopor de 2 cm de espesor está en contacto con dos láminas de cobre de modo tal que una de sus caras se encuentra a temperatura T1=50°C y la otra a T2=10°C. Se reemplaza la plancha de telgopor por otra del mismo material y 4 cm de espesor. Si se quiere mantener el mismo flujo de calor que antes (ambos en régimen estacionario) y la misma temperatura T2, la nueva T1 debe ser:

 20°C

 30°C

 50°C

█ 90°C

 80°C

 No se puede contestar sin conocer la conductividad del telgopor

Q/Δt = - k A ΔT / e (Ley de Fourier)

donde

Q/Δt = potencia del flujo de calor

k = coeficiente de conductividad

A = Area (superficie de contacto)

ΔT = gradiente de temperatura = Tf – Tc

Tf = temperatura fría

Tc = temperatura caliente

e = espesor

plancha original (A)  ------------- Q/ΔtA = - k A (T2 – T1A)/ eA

plancha sustituta (B) ------------- Q/ΔtB = - k A (T2 – T1B)/ eB

T1A = 50ºC + 273 = 323 K

T2 = 10ºC + 273 = 283 K

eA = 2 cm

eB = 4 cm

Q/ΔtA = Q/ΔtB  ( mismo flujo de calor)

 - k A (T2 – T1)/ eA = - k A (T2 – T1B)/ eB

 (T2 – T1)/ eA = (T2 – T1B)/ eB

Despejando T1B

T1B = T2 - (T2 – T1) eB / eA  = 283 K – (283 K – 323 K) 4 cm / 2cm = 363 K

T1B = 363 K – 273 = 90 ºC <  ----------