Biofísica Final Dic19 TW1 – 12 Termodinámica

12. Dos barras iguales, aisladas lateralmente, de longitud L y sección A, se colocan en paralelo entre dos fuentes térmicas que están a temperaturas T1 y T2. El flujo calórico transmitido en régimen estacionario es de 200 cal/minuto. Si ahora las barras se colocan una a continuación de la otra como en la figura inferior y entre las mismas fuentes, el flujo calórico en régimen estacionario será, en cal/minuto :

 100         25        █ 50         200         40         20

Q/Δt = -k A ΔT / Δx (Ley de Fourier)

donde

Q/Δt = flujo de calor

k = constante de conductividad térmica

A = área de la barra

ΔT = variación de la temperatura

Δx = longitud de la barra

Configuración superior (a) barras en paralelo

(Q/Δt)a = -k Aa ΔT / Δxa

Configuración inferior (b) barras en serie

(Q/Δt)b = -k Ab ΔT / Δxb

Con Ab = Aa/2  y Δxb = 2 Δxa

Reemplazando

(Q/Δt)b= -k Ab ΔT/Δxb =- k Aa/2  ΔT/(2 Δxa) = ¼ (-k Aa ΔT/Δxa) = ¼ * 200 cal/min = 50 cal/min