Uma barra de secção transversal constante de de área tem de comprimento, dos quais de alumínio e de cobre. A extremidade de alumínio está em contato com um reservatório térmico a , e a de cobre com outro a . A condutividade térmica do alumínio é de e a do cobre é de . (a) Qual é a temperatura da barra na junção entre o alumínio e o cobre? (b) Se o reservatório térmico a é uma mistura de água com gelo fundente, qual é a massa de gelo que se derrete por hora? O calor latente de fusão do gelo é .

(a) Nosso primeiro objetivo é encontrar a temperatura na junção entre cobre e alumínio, marcado com o plano azul na figura:

Para resolver isso, vamos igualar as taxas de transmissão de calor nas duas porções:

A área da superfície de contato é a mesma para os dois casos, então podemos cortar:

Agora vamos substituir com os valores numéricos que foram dados:

E então:

(b) Agora vamos imaginar o seguinte: se o reservatório de fosse feito de gelo, qual seria a massa derretida em um intervalo de uma hora.

Começamos calculando a taxa de transferência de calor naquela extremidade:

Temos que tomar muito cuidado com as unidades:

E então, como uma hora tem , a energia total transferida para o reservatório seria:

Agora vamos calcular a massa de gelo que pode ser derretida com essa energia. Sabendo que o calor latente de fusão do gelo é :