Fisica · Termodinamica
La sbarra che sfiora la parete fredda
Una sbarra di rame lunga 0,400 m a 20 °C, di sezione 1,20 cm², ha un estremo saldato alla parete di un recipiente in cui bolle acqua a 100 °C. L'altro estremo è libero e sta davanti alla parete di un secondo recipiente, pieno di acqua e ghiaccio a 0 °C. Le due pareti sono ferme. Quando tutta la sbarra era a 20 °C, fra l'estremo libero e la parete fredda c'era un gioco di 0,300 mm.
La superficie laterale della sbarra è isolata. La conduttanza termica del contatto fra l'estremo libero e la parete fredda è nulla quando la sbarra la sfiora appena e diventa grandissima quando ci preme con forza. Il rame ha conducibilità termica 390 W/(m·K) e coefficiente di dilatazione lineare $1{,}68\cdot10^{-5}$ K⁻¹, ed è così rigido che la sua compressione elastica è trascurabile rispetto al gioco.
Quanta potenza termica arriva alla parete fredda a regime? Esprimere il risultato in watt.
La tua risposta:
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Vanno bene sia 3,14 sia 3.14.