lunes, 16 de enero de 2023

Biofísica UBA XXI 1 P Oct 22 T3 - 9. Termodinámica

Los extremos A y B de una barra metálica se encuentran a una distancia de 5,2 dm. Dicha barra es de sección redonda, con un diámetro de 4,7 cm. Se pone en contacto al extremo A con una fuente de calor, por lo que se encuentra a una temperatura de 455 °C, a la vez que se observa que el flujo de calor es de 27,4 cal/s. Determinar la temperatura de un punto C de la barra, situado a 20 cm del extremo B.

Datos: constante de conductividad térmica = 9,2 x 10^ -2 kcal/m.s.°C

 

Q/t = - k A (Tf  - Tc) / L  (Ley de Fourier)

 

donde

Q = calor transmitido

t = tiempo

Q/t = flujo de calor = 27,4 cal/s

k = conductividad del material de la barra = 9,2 x 10^-2 kcal/m.s.ºC =  92 cal/m.s.ºC

A = Area = π r^2

r = radio = diámetro /2 = 4,7 cm/2 = 2,35 cm = 0,0235 m

Tf = temperatura menor

Tc = temperatura mayor = 455 ºC

L = longitud de la barra = 52 cm - 20 cm = 32 dm = 0,32 m

 

Reemplazando y despejan Tf

Tf = Tc - Q/t L / (k A) =

Tf =  455ºC -  (27,4  cal/s 0,32 m) / (92 cal/m.s.ºC 3,14 ( 0,0235 m)^2) =  400 ºC

 

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