5 Voorbeelde van Warmte-oordragvrae
1. Twee stawe P en Q van dieselfde grootte, maar verskillende soorte metaal, word vasgeheg soos in die figuur hieronder getoon. As die termiese geleidingskoëffisiënt van P twee keer die termiese geleidingskoëffisiënt van Q is, dan is die temperatuur by die grens van P en Q...
A. 600 oC
B. 200 ° C
C. 100 ° C
D. 90 ° C
O. 60 ° C
Bespreking
Dit is bekend dat:
Twee stafies P en Q het dieselfde grootte
Die termiese geleidingskoëffisiënt P is twee keer die termiese geleidingskoëffisiënt Q
Die temperatuur van die punt van staaf P is 90 ° , die temperatuur van die punt van staaf Q is 0 ° en die temperatuur tussen stawe P en Q is T.
Vraag: Temperatuur by die grensvlak P en Q
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding :
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = deursnee-area, T1 = hoë temperatuur, T2 = lae temperatuur, l = lengte van voorwerp.
Twee stafies P en Q het dieselfde grootte, dus verdwyn die oppervlakarea (A) en lengte (l) uit die vergelyking. Die bogenoemde vergelyking verander na:
Die termiese geleidingskoëffisiënt P is twee keer die termiese geleidingskoëffisiënt Q. Die bogenoemde vergelyking verander na:
Die temperatuur van die punt van staaf P is 90 ° , die temperatuur van die punt van staaf Q is 0 ° en die temperatuur tussen stawe P en Q is T. Die vergelyking hierbo verander na:
Die temperatuur by die grensvlakke P en Q is 60 ° C.
Die korrekte antwoord is E.
2. Stawe A en B het dieselfde deursnee-area en lengte. As die geleidingskoëffisiënt van staaf A = 1/4 keer die geleidingskoëffisiënt van staaf B is, word albei aan die een kant verhit en dit blyk dat albei dieselfde temperatuurverandering ervaar. Dan is die verhouding van die hitte-oordragtempo van staaf A en staaf B…..
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 1 : 1
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Bespreking
Dit is bekend dat:
Dwarssnitoppervlakte van staaf A (A) = dwarssnitoppervlakte van staaf B (A)
Lengte van staaf A (l) = lengte van staaf B (l)
Geleidingskoëffisiënt van staaf A (k) = 1/4 keer die geleidingskoëffisiënt van staaf B (1/4 k)
Verandering in temperatuur van staaf A (ΔT) = verandering in temperatuur van staaf B (ΔT)
Gesoek: Vergelyking van die hitte-oordragspoed van staaf A en staaf B
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = deursnee-area, T2 = hoë temperatuur, T1 = lae temperatuur, l = lengte van voorwerp.
Die dwarssnitarea is dieselfde, die lengte van die staaf is dieselfde, die temperatuurverandering is dieselfde.
Die korrekte antwoord is E.
3. Twee metaalstawe A en B van dieselfde grootte het elk 'n geleidingskoëffisiënt van onderskeidelik 2k en k.
Beide is aan mekaar gekoppel en die vry punte word onderwerp aan 'n temperatuur soos in die figuur getoon.
Die temperatuur (T) by die metaalverbinding A en B is...
A. 80 ° C
B. 100 ° C
C. 120 ° C
D. 150 ° C
O. 160 ° C
Bespreking
Dit is bekend dat:
Twee metaalstawe A en B is ewe groot
Die geleidingskoëffisiënt van metaal A = 2k
Metaalgeleidingskoëffisiënt B = k
Temperatuur van metaalpunt A = 210 o C
Temperatuur van metaalpunt B = 30 o C
Gewenste: Temperatuur (T) by metaalverbindings A en B
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding :
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1 - T2 = temperatuurverandering, l = lengte van staaf
Twee metaalstawe A en B is dieselfde grootte, dus word die oppervlakarea (A) en lengte (l) van die stafies uit die vergelyking geëlimineer.
Die korrekte antwoord is D.
4. Twee geleierstawe met dieselfde lengte en deursnee-area word aan mekaar gekoppel soos in die figuur hieronder getoon. Die termiese geleidingskoëffisiënt van die tweede geleierstaaf = 2 keer die termiese geleidingskoëffisiënt van die eerste staaf. As die eerste staaf verhit word sodat T1 = 100 oC en T2 = 25 oC , dan is die temperatuur by die las (T) ...
A. 30 oC
B. 35 ° C
C. 40 ° C
D. 45 ° C
O. 50 ° C
Bespreking
Dit is bekend dat:
Twee metaalstawe A en B is ewe groot
Geleidingskoëffisiënt van staaf I = k
Geleidingskoëffisiënt van staaf II = 2k
Temperatuur van die punt van die staaf I = 100 o C
Temperatuur van staafpunt II = 25 o C
Gevra: Temperatuur by verbindings van stange I en II
Antwoord:
Die formule vir die tempo van hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = oppervlakarea, T1 - T2 = temperatuurverandering, l = lengte van staaf
Temperatuur by die grensvlak P en Q:
Twee metaalstawe A en B is dieselfde grootte, dus word die oppervlakarea (A) en lengte (l) van die stafies uit die vergelyking geëlimineer.
Die korrekte antwoord is C.
5. Drie verskillende metaalstawe A, B en C, maar met dieselfde lengte en deursnee-area, is aan mekaar verbind soos in die prentjie hieronder getoon.
Groot geleidingsvermoë 4 kA = 2 kB = kC en T1 = 100oC en T4 = 20oC dan die temperatuur T2 en T3 is…
A. T2 = 54,26 ° C, T3 = 31,4 ° C
B. T2 = 31,4 ° C, T3 = 54,26 ° C
C. T2 = 32,4 ° C, T3 = 54,26 ° C
D. T2 = 56,26 ° C, T3 = 31,4 ° C
E. T2 = 54,26 ° C, T3 = 30,4 ° C
Bespreking
Dit is bekend dat:
T1 = 100 ° C
T4 = 20 ° C
4 k A = 2 k B = k C
As kC = 4, kB = 2, kA = 1
Gevra: T 2 en T 3
Antwoord:
Die formule vir hitte-oordrag deur geleiding:
Inligting:
Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = deursnee-area, T1 = aanvanklike temperatuur, T2 = finale temperatuur, l = lengte van die staaf.
Die lengte (l) en dwarssnitarea (A) is gelyk, dus word hulle uit die vergelyking uitgeskakel.
Gebruik hierdie vergelyking om die temperatuur te bereken.
Beskou metaalstawe A en B.
Beskou metaalstawe B en C.
Elimineer vergelyking 1 en vergelyking 2:
Bereken T2 met behulp van vergelyking 1:
Die korrekte antwoord is A.
Vraagbron:
Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool
