5 أمثلة على أسئلة انتقال الحرارة
1. تم توصيل قضيبين P و Q متساويين في الحجم ولكن من نوعين مختلفين من المعدن كما هو موضح في الشكل أدناه. إذا كان معامل التوصيل الحراري للقضيب P ضعف معامل التوصيل الحراري للقضيب Q، فإن درجة الحرارة عند الحد الفاصل بين P و Q هي...
و600 oC
ب. 200 درجة مئوية
ج. 100 درجة مئوية
د. 90 درجة مئوية
هـ. 60 درجة مئوية
مناقشة
من المعروف أن:
قضيبان P و Q لهما نفس الحجم
معامل التوصيل الحراري P يساوي ضعف معامل التوصيل الحراري Q
درجة حرارة نهاية القضيب P هي 90 درجة ، ودرجة حرارة نهاية القضيب Q هي 0 درجة ، ودرجة الحرارة بين القضيبين P و Q هي T.
السؤال: درجة الحرارة عند مستوى الحدود P و Q
الجواب:
صيغة معدل انتقال الحرارة بالتوصيل :
الوصف: Q/t = معدل انتقال الحرارة، k = الموصلية الحرارية، A = مساحة المقطع العرضي، T 1 = درجة حرارة عالية، T 2 = درجة حرارة منخفضة، l = طول الجسم.
قضيبان P و Q لهما نفس الحجم، لذا فإن مساحة السطح (A) والطول (l) يُحذفان من المعادلة. تصبح المعادلة أعلاه كما يلي:
معامل التوصيل الحراري P يساوي ضعف معامل التوصيل الحراري Q. وبالتالي، تصبح المعادلة أعلاه كما يلي:
درجة حرارة طرف القضيب P هي 90 درجة ، ودرجة حرارة طرف القضيب Q هي 0 درجة ، ودرجة الحرارة بين القضيبين P و Q هي T. تتحول المعادلة أعلاه إلى:
درجة الحرارة عند مستوى الحدود P و Q هي 60 درجة مئوية.
الإجابة الصحيحة هي هـ.
٢. قضيبان A وB لهما نفس مساحة المقطع العرضي والطول. إذا كان معامل التوصيل الحراري للقضيب A يساوي ربع معامل التوصيل الحراري للقضيب B، فسيتم تسخين كليهما من أحد طرفيهما، وسيؤدي ذلك إلى تعرضهما لنفس التغير في درجة الحرارة. عندئذٍ، تكون نسبة معدل انتقال الحرارة بين القضيب A والقضيب B هي...
أ. 1 : 4
ب. 1 : 2
ج. 1: 1
د. 2: 1
هـ. 4: 1
مناقشة
من المعروف أن:
مساحة المقطع العرضي للقضيب أ (A) = مساحة المقطع العرضي للقضيب ب (A)
طول القضيب أ (ل) = طول القضيب ب (ل)
معامل التوصيل للقضيب A (k) = 1/4 ضعف معامل التوصيل للقضيب B (1/4 k)
التغير في درجة حرارة القضيب أ (ΔT) = التغير في درجة حرارة القضيب ب (ΔT)
المطلوب: مقارنة سرعات انتقال الحرارة للقضيب أ والقضيب ب
الجواب:
صيغة معدل انتقال الحرارة بالتوصيل:
الوصف: Q/t = معدل انتقال الحرارة، k = الموصلية الحرارية، A = مساحة المقطع العرضي، T 2 = درجة حرارة عالية، T 1 = درجة حرارة منخفضة، l = طول الجسم.
مساحة المقطع العرضي متساوية، وطول القضيب متساوٍ، وتغير درجة الحرارة متساوٍ.
الإجابة الصحيحة هي هـ.
3. قضيبان معدنيان A و B من نفس الحجم لكل منهما معامل توصيل 2k و k على التوالي.
كلاهما متصلان ببعضهما البعض وتتعرض الأطراف الحرة لدرجة حرارة كما هو موضح في الشكل.
درجة الحرارة (T) عند الوصلة المعدنية A و B هي...
أ. 80 درجة مئوية
ب. 100 درجة مئوية
ج. 120 درجة مئوية
د. 150 درجة مئوية
هـ. 160 درجة مئوية
مناقشة
من المعروف أن:
قضيبان معدنيان A و B لهما نفس الحجم
معامل التوصيل للمعدن A = 2k
معامل التوصيل المعدني B = k
درجة حرارة الطرف المعدني A = 210 درجة مئوية
درجة حرارة الطرف المعدني B = 30 درجة مئوية
المطلوب: درجة الحرارة (T) عند الوصلات المعدنية A و B
الجواب:
صيغة معدل انتقال الحرارة بالتوصيل :
الوصف: Q/t = معدل انتقال الحرارة، k = الموصلية الحرارية، A = مساحة السطح، T1 - T2 = التغير في درجة الحرارة، l = طول القضيب
قضيبان معدنيان A و B لهما نفس الحجم، لذلك يتم حذف مساحة السطح (A) وطول (l) القضبان من المعادلة.
الإجابة الصحيحة هي د.
4. تم توصيل قضيبين موصلين متساويين في الطول ومساحة المقطع العرضي كما هو موضح في الشكل أدناه. معامل التوصيل الحراري للقضيب الثاني يساوي ضعف معامل التوصيل الحراري للقضيب الأول. إذا تم تسخين القضيب الأول بحيث تكون درجة حرارته T1 = 100 درجة مئوية و T2 = 25 درجة مئوية، فإن درجة الحرارة عند نقطة التوصيل (T) هي...
و30 oC
ب. 35 درجة مئوية
ج. 40 درجة مئوية
د. 45 درجة مئوية
هـ. 50 درجة مئوية
مناقشة
من المعروف أن:
قضيبان معدنيان A و B لهما نفس الحجم
معامل التوصيل للقضيب I = k
معامل التوصيل للقضيب الثاني = 2k
درجة حرارة طرف القضيب I = 100 درجة مئوية
درجة حرارة طرف القضيب II = 25 درجة مئوية
السؤال: درجة الحرارة عند مفاصل القضيبين الأول والثاني
الجواب:
صيغة معدل انتقال الحرارة بالتوصيل:
الوصف: Q/t = معدل انتقال الحرارة، k = الموصلية الحرارية، A = مساحة السطح، T1 - T2 = التغير في درجة الحرارة، l = طول القضيب
درجة الحرارة عند مستوى الحدود P و Q:
قضيبان معدنيان A و B لهما نفس الحجم، لذلك يتم حذف مساحة السطح (A) وطول (l) القضبان من المعادلة.
الإجابة الصحيحة هي ج.
5. ثلاثة قضبان معدنية مختلفة A و B و C ولكن لها نفس الطول ومساحة المقطع العرضي، متصلة ببعضها البعض كما هو موضح في الصورة أدناه.
موصلية عالية 4 كيلو أومA = 2 كيلوB = كC و ت1 = 100oج و ت4 = 20oC ثم درجة الحرارة T2 و ت3 يكون…
أ. T2 = 54,26 درجة مئوية، T3 = 31,4 درجة مئوية
ب. T2 = 31,4 درجة مئوية، T3 = 54,26 درجة مئوية
ج. T2 = 32,4 درجة مئوية، T3 = 54,26 درجة مئوية
د. T2 = 56,26 درجة مئوية، T3 = 31,4 درجة مئوية
هـ. T2 = 54,26 درجة مئوية، T3 = 30,4 درجة مئوية
مناقشة
من المعروف أن:
T 1 = 100 درجة مئوية
T 4 = 20 درجة مئوية
4 كيلو أ = 2 كيلو ب = كيلو ج
إذا كانت k C = 4، و k B = 2، و k A = 1
السؤال: T 2 و T 3
الجواب:
صيغة انتقال الحرارة بالتوصيل:
المعلومات:
Q/t = معدل انتقال الحرارة، k = الموصلية الحرارية، A = مساحة المقطع العرضي، T 1 = درجة الحرارة الأولية، T 2 = درجة الحرارة النهائية، l = طول القضيب.
الطول (l) ومساحة المقطع العرضي (A) متساويان، لذلك يتم حذفهما من المعادلة.
استخدم هذه المعادلة لحساب درجة الحرارة.
لنفترض وجود قضيبين معدنيين A و B.
لنفترض وجود قضيبين معدنيين B و C.
حذف المعادلتين 1 و 2:
احسب T 2 باستخدام المعادلة 1:
الإجابة الصحيحة هي أ.
مصدر السؤال:
أسئلة امتحان الفيزياء الوطني لطلاب المرحلة الثانوية العليا/المهنية
