Las temperaturas en la parte superior e inferior de la
superficie de una pared, así como en los extremos derecho e izquierdo, son
semejantes. Por lo tanto, no hay transferencia de calor a través de la pared de
la parte superior hacia abajo, o de izquierda a derecha, pero se tiene una
diferencia considerable en las temperaturas entre las superficies interior y
exterior de dicha pared.
En este caso, la temperatura de la pared presentará
dependencia sólo en una dirección (es decir, la dirección x) y se puede
expresar como T(x).
El balance de calor para la pared se puede
expresar como
o bien:
Pero
dEpared/dt = 0 para la operación estacionaria, puesto que no hay cambio en la
temperatura de la pared con el tiempo en ningún punto. Por lo tanto, la razón
de la transferencia de calor hacia la pared debe ser igual a la razón de la transferencia
hacia afuera de ella.
En otras palabras, la razón de la transferencia de calor
a través de la pared debe ser constante:
Qcond, pared =constante.
donde:
k y A son constante
La distribución de temperatura en la pared, en
condiciones estacionarias, es una línea recta
Una vez más, la razón de la conducción de calor a través
de una pared plana es proporcional a la conductividad térmica promedio, al área
de la pared y a la diferencia de temperatura, pero es inversamente proporcional
al espesor de la pared. Asimismo, una vez que se cuenta con la razón de la
conducción de calor, se puede determinar la temperatura T(x) en cualquier
ubicación x al reemplazar T2 en la ecuación.
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