Fourier heat transfer and the piston speed

• Autores: V.J Menon, D.C Agrawal
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 3, Nº. 1, 2009
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Señalamos que, para un gas ideal contenido en un cilindro e interactuando isotérmicamente con un depósito, los conceptos de tasa de transferencia de calor q(t) y la velocidad de pistón u(t) están fuertemente interrelacionados. Si los intercambiadores de calor hacer cumplir la ley de Fourier q = constante, la resultante u(t) aumenta con el tiempo t exponencialmente para posibles turbulencias en el gas. Además, si el acoplamiento a un cigüeñal aplica u = constante entonces el resultado q(t) viola la ley de Fourier en tiempos grandes.

  • English

    We point out that, for an ideal gas contained in a cylinder and interacting with a reservoir isothermally, the concepts of heat transfer rate q(t) and piston's velocity u(t) are strongly inter-related. If the heat exchangers enforce Fourier's law q=constant the resulting u(t) increases with the time t exponentially leading to possible turbulence in the gas.

    Furthermore, if coupling to a crank shaft enforces u=constant then the resulting q(t) violates Fourier's law at large times