Biofísica 3 Termodinámica (20) 13. Transmisión de calor

¿Qué longitud debe tener una barra cilíndrica de cobre, de sección 15 cm², que se encuentra en contacto, por un extremo con una fuente a 100 °C y por el otro con una fuente a 20 °C, para que el flujo de calor en ella en estado estacionario sea 300 W? (Suponga que la barra sólo intercambia calor por los extremos). Dato: kcu = 0,92 cal/cm. C. seg

 

Q/Δt = k A ΔT / Δx (Ley de Fourier)

donde
Q =  calor
Δt =  intervalo de tiempo
Q/Δt = flujo de calor = 300 W = 300 J/seg (1 cal/4,18 J) = 71,77 cal/seg
k = constante de conductividad térmica = 0,92 cal/cm ºC seg
A = sección  por la que se transporta el calor = 15 cm²
ΔT = diferencia de temperatura entre los extremos = (100 ºC – 20 ºC) = 80 ºC
Δx = longitud

Reemplazando y despejando Δx
Δx = 0,92 cal/cm ºC seg 15 cm²   80 ºC  / 71,77 cal/seg = 15,4 cm