Biofísica 2 P Jul 25 TA1 - 4. Termodinámica

Una varilla cilíndrica, aislada térmicamente en las laterales, cuyos extremos están a 20 °C y 100 °C en régimen estacionario conduce 50 cal/s. Si la temperatura del extremo más caliente cambia a 180 °C, la varilla conducirá:

 

 

□ 25 cal/s	□ 50 cal/s	□ 90 cal/s
□ 30 cal/s	□ 60 cal/s	■ 100 cal/s

 

 

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

 

donde

Q/t = flujo

k = conductividad del material de la barra

A = Área

Tf = temperatura fría

Tc = temperatura caliente

L = longitud de la barra

 

Agrupando los valores constantes (k, A y L)

k A/L = Q/t / (Tf – Tc)

 

igualando

Q/t2 / (Tf – Tc2) = Q/t1 / (Tf – Tc1)

 

Donde

Q/t2 = nuevo flujo

Tf = temperatura fría = 20 °C

Tc2 = temperatura caliente nueva = 180 °C

Q/t1 = flujo original = 50 cal/s

Tc1 = temperatura caliente original = 100 °C

Despejando

Q/t2 = Q/t1 (Tf – Tc2) / (Tf – Tc1)

Q/t2 = 50 cal/s (20 °C – 180 °C) / (20 °C – 100 °C) = 100 cal/s