Eu acredito que é possível construir um modelo físico simples com as idéias que você forneceu.
Em um circuito CC simples, sob uma tensão constante V e resistência ôhmica R, é possível usar a equação de potência:
P=Vi=V2R
Se supusermos que o sistema é constituído por um fio com comprimento constante L e área de seção transversal A, a resistência R pode ser:
R=ρLA,whereρ=resistivity
Para pequenas oscilações T de temperatura, a resistividade pode ser aproximada para:
ρ=ρ0(1+α(T−T0))=ρ0(1+αΔT)
E como existe apenas aquecimento de material sólido, a energia recebida pelo fio é:
Finalmente, todo esse conjunto se torna:
mcΔ ˙ T =V2A
P=dQdt=ddt(mcT)=mcT˙=mcΔT˙,whereΔT˙=dΔTdt=dTdt
Não sei como resolver isso analiticamente, mas há uma aproximação válida, pois estou trabalhando com pequenas flutuações de temperatura:
1mcΔT˙=V2Aρ0L11+αΔT⇒mcρ0LV2AΔT˙=11+αΔT
Agora, podemos resolvê-lo:
mcρ11+αΔT≈1−αΔT
mcρ0LV2AΔT˙+αΔT−1=0
ΔT=Ce−t/τ+1α,whereτ=mcLρ0αAV2andC=cte
In this model, we see a transient solution followed by a constant one. But remember this is valid just for small temperature fluctuations.