Biofísica 2P Jul 22 TB2 - 3. Termodinámica

Una barra aislada lateralmente conecta dos fuentes térmicas que están a temperaturas T1 T2. La potencia de conducción de energía en régimen estacionario por la barra es de 15 cal/min.

Si la barra se secciona en 4 partes iguales y se colocan como se muestra en la parte inferior del dibujo, la potencia de conducción en régimen estacionario vale:

 

 15 cal/min	 960 cal/min	█ 240 cal/min
 3,75 cal/min	 60 cal/min	  30 cal/min

 

Q/t = - k A ΔT / L  (Ley de Fourier)

 

donde

Q/t = potencia de conducción o flujo calórico

k = conductividad del material de la barra

A = Area

ΔT = variación de la temperatura (T1 - T2)

L = longitud de la barra

 

Barra original

Q/t)o = - k Ao ΔT / Lo  

 

4 Barra

Q/t)1 = - k A1 ΔT / L1

 

Con

L1 = Lo/4

A1 = 4 Ao (4 barras apiladas)

 

reemplazando

Q/t)1 = - k 4Ao ΔT / (Lo/4)

 

Cociente de ambas ecuaciones

Q/t)1 / Q/t)o = (- k 4Ao ΔT / (Lo/4)) / (- k Ao ΔT / Lo) = 4 / (1/4) =16

 

Despejando Q/t)1

Q/t)1 = 16 Q/t)o = 16 * 15 cal/min = 240 cal/min