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Ejemplo de aplicación de la Ley de Fourier

Solapas principales

Dos depósitos de calor con temperaturas respectivas de 325 y 275 K se ponen en contacto mediante una varilla de hierro de 200 cm de longitud y $24 cm^2$ de sección transversal. Calcular el flujo de calor entre los depósitos cuando el sistema alcanza su estado estacionario. La conductividad térmica del hierro a 25ºC es 0.804 J/Kcms.

El sistema se encuentra en estado estacionario y tiene un gradiente de temperatura constante que viene dado por:

\begin{equation} \frac{dT}{dz}=\frac{\Delta T}{\Delta z}=\frac{275-325}{200}=-0.25K/cm \end{equation}

El flujo de calor que atraviesa una sección transversal del conductor viene dada por la Ley de Fourier:

\begin{equation} \frac{dq}{dt}=-kA\frac{dT}{dz}=-0804\;J/Kcms\cdot 24\;cm^2\cdot(-0.25K/cm)=4.824\;J/s \end{equation}