Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 15
Ouro é normalmente usado no empacotamento de semicondutores para formar interconexões que transportam sinais elétricos entre diferentes dispositivos no conjunto. Além de serem boas condutoras de eletricidade, as conexões de ouro são também efetivas na proteção de dispositivos geradores de calor, aos quais elas estão conectadas ao conduzirem energia térmica dos dispositivos para a vizinhança, que são regiões mais frias. Considere um filme fino de ouro que tem uma seção transversal de .
- Para uma diferença de temperaturas imposta de 20°C, determine a energia transportada por condução ao longo de uma interconexão de filme fino com 1 de comprimento. Avalie as propriedades a 300 K.
- Represente graficamente as condutividades térmicas na direção do comprimento e na direção da espessura do filme de ouro em função de sua espessura, L, para .
Passo 1
Falaaa pessoal, como vocês estão? Espero que tranquilinhos. Vamos comigo desvendar essa questão!
- Sabendo que as dimensões e a diferença de temperatura aplicada nesse “filme fino de ouro”, vamos usar a equação 2.1 do livro pra medir essa taxa de transferência de calor que satisfaz o que o nosso primeiro item quer.
E essa equação é equivalente a:
Passo 2
- Como não nos é dado o valor exato de , que é uma componente da condutividade térmica, vamos usar mais uma equação do livro pra achar esse valor, a equação 2.9a.
- A condutividade térmica no sentido da envergadura é dada pela equação 2.9b, que é a seguinte:
Agora basta substituirmos essa variável na equação mais acima e substituirmos cada valor, pois temos posse de todos.
Sendo assim temos:
Substituindo os valores temos:
Ou seja, temos que:
Passo 3
De acordo com a função da equação, o gráfico, por sua vez, tem a seguinte forma:
Espero que tenham curtido! Nos vemos na próxima questão, galera!
Resposta
a)
b) 