Question

Suponga que la varilla una de cobre, tiene 45.0 cm de longitud y área transversal de 1.25 cm2
. Sea TH = 100 °C y
TC = 0 °C.
a. Calcule el gradiente de la temperatura a lo largo de la varilla en el estado de equilibrio final.
b. Calcule la corriente de calor en la varilla en el estado en equilibrio final.
c. Calcule la temperatura de la varilla a 12 cm de su extremo izquierdo en el estado de equilibrio final.

Answer 1

RESPUESTA:

El gradiente de temperatura viene dada por la diferencia de cambio entre estas, tenemos:

1- Gradiente de temperatura:

G = (Th - Tc)/L

G = (100ºC - 0ºC)/0.45

G = 222.22 ºC/m → Gradiente de temperatura

2- Corriente en el estado final de equilibrio.

H = K·A·ΔT/L

Para el cobre la constante de transferencia de calor es de 385 W/mK, tenemos:

H = (385 W/mK)·(0.000125 m²)·222.22 ºC/m

H = 10.69 W → Corriente en el punto final de equilibrio

3- Temperatura, en el punto de 12 cm, tenemos:

H = K·A·(T₃ - T₂)/L

10.69 W = (385W/mk)·(0.000125 m²)·(100-T₂)/(0.12m)

T₂ = 73.34 ºC → Temperatura a 12 centímetro del extremo final