Generación de Calor en un Sólido y Conductividad Térmica variable con la Temperatura

La transferencia de calor comprende la conversión de algunas formas de energía en energía térmica en el medio. Se dice que los medios de ese tipo comprenden generación interna de calor, la cual se manifiesta como una elevación en la temperatura en todo el medio. Por ejemplo tenemos el calentamiento por resistencia en alambres, las reacciones química exotérmicas en un sólido y la reacciones nucleares en las barras de combustible nuclear.

Las cantidades que interesan mas en un medio con generación de calor son la temperatura superficial y la temperatura máxima que representan en el medio en operación estacionaria, la temperatura superficial puede determinarse por:

Note que la elevación en la temperatura superficial de debe a la generación de calor en sólido.

La conductividad térmica de un material varía con la temperatura. Sin embargo, esta variación es moderada para muchos materiales en un rango práctico y se puede descartar. Por lo tanto se puede usar un valor promedio para la conductividad térmica y considerarla constante.

Cuando la variación de la conductividad térmica con la temperatura, en un intervalo específico de temperatura es grande, puede ser necesario tomar en cuenta esta variación para minimizar el error. La conductividad térmica variable con la temperatura se puede calcular por:

Por lo tanto la transferencia de calor con la conductividad térmica variables con la temperatura en estado estacionario puede ser determinada por: