SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY

SOLUCIÓN PROBLEMA 55 CAPÍTULO 27 FÍSICA SERWAY

55. Existe una gran analogía entre el flujo de energía por calor debido a una diferencia de temperaturas (vea la sección 20.7) y el flujo de cargas eléctricas debido a una diferencia de potencial. Tanto la energía dQ como la carga eléctrica dq pueden transportarse mediante electrones libres en el material conductor. En consecuencia, usualmente un buen conductor eléctrico es también un buen conductor térmico. Considere una placa conductora delgada de espesor dx, área A y de conductividad
eléctrica 𝜎 , con a una diferencia de potencial dV entre sus caras opuestas. a) Demuestre que la corriente I = dq/dt se conoce por la ecuación de la izquierda: En la ecuación de conducción térmica análoga de la derecha, la rapidez del fl ujo de energía dQ/dt (en unidades del SI es joules por segundo) se debe al gradiente de temperatura dT/dx, en un material de conductividad térmica k. b) Establezca reglas similares que relacionen la dirección de la corriente eléctrica con el cambio en el potencial, y que relacionen la dirección del flujo de energía con el cambio en temperaturas.

Solución:

 

 

 

 

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