Uma quantidade generosa de gel é aplicada à superfície da janela de uma sonda de ultrassom antes do seu uso. A janela é feita de um material de policarbonato de densidade , condutividade térmica e calor específico . A sonda está inicialmente a uma temperatura de . Para garantir que o gel permaneça aderido à sonda até que ela seja colocada em contato com a pele do paciente, sua viscosidade dependente da temperatura não deve cair abaixo de um valor crítico. Isso corresponde a um requisito de que a temperatura máxima do gel permaneça abaixo de antes de fazer contato com o paciente.

Determine a temperatura inicial do gel necessária. A condutividade térmica, densidade e calor específico do gel podem ser assumidos como sendo aqueles da água líquida.

Temos que a transferência de calor da janela para a sonda deve ser igual a transferência de calor do gel para a sonda.

A transferência de calor entre a sonda e o gel se dá por:

E a transferência entre a janela e a sonda:

Aqui, temos que a sonda não poderá ter uma temperatura abaixo do valor crítico, então:

Assim:

Igualando as equações de transferência de calor:

Abrindo :

Substituindo os dados:

Devemos assumir uma espessura mínima para o local de contato do gel com a sonda, então:

Assim:

E fim!

Te espero na próxima questão!