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Soluzione Traccia 3 Luglio 2014 Fisica Tecnica - A. Salioni Soluzioni a cura di Biagio Festa info[at]biagiofesta.it 1 Esercizio 1 1.1 Traccia Un sottile chip quadrato (lato=10 mm) in silicone è collegato ad una base in alluminio (conducibi- lità termica alluminio=238 W/mK) dello spessore di 8 mm tramite uno strato di resina epossidica dello spessore di 0.02 mm, cui corrisponde una resistenza termica pari a0.9·10−4m2K/W. Il chip e la base in alluminio sono refrigerati da aria alla temperatura di25◦C. La generazione di calore per unità di superficie all’interno del chip è pari a 10 kW/m2. Supponendo che i coefficienti di scambio termico convettivo sulle superfici del chip e della base in alluminio siano uguali e pari a 100 W/m2K, che i flussi dispersi lateralmente siano trascurabili e che la temperatura del chip sia uniforme spazialmente, valutare in condizioni stazionarie: 1. verificare se il chip riesce a funzionare a temperature inferiori al valore massimo ammissibile di 85◦C. 2. la potenza termica dispersa attraverso le superfici del chip e dell’alluminio. 1.2 Soluzione silicone resina alluminio 10mm Figura 1: Rappresentazione schematica del chip. Prima di tutto calcoliamo lapotenza termica generatadall’intero chip. Poiché sappiamo che: “[...]La generazione di calore per unità di superficie all’interno del chip è pari a 10 kW/m2.[...]” Ossia: ˙q = 10 [kW m2 ] E che: “[...]Un sottile chip quadrato (lato=10 mm)[...]” 1 Che indicheremo conl = 0.01[m] Allora la potenza termica generata complessivamente sarà semplicemente: ˙Q = ˙q · Area Poiché il chip è un quadrato è possibile calcolare la sua area semplicemente conArea = l2. Dunque: ˙Q = ˙q · l2 = 10 [kW m2 ] · 10−4 [m2 ] = 1 [W ] Questa potenza termica va a dissiparsi in due direzioni: una parte va nella resistenza ter-…