5 exemples de preguntes sobre transferència de calor
1. Dues barres P i Q de la mateixa mida però de diferents tipus de metall estan unides tal com es mostra a la figura següent. Si el coeficient de conducció tèrmica de P és el doble del coeficient de conducció tèrmica de Q, aleshores la temperatura al límit de P i Q és...
A. 600 oC
B. 200 ° C
C. 100 ° C
D. 90 ° C
E. 60 ° C
Discussió
Se sap que:
Dues barres P i Q tenen la mateixa mida
El coeficient de conducció tèrmica P és el doble del coeficient de conducció tèrmica Q
La temperatura de l'extrem de la vareta P és de 90 °C , la temperatura de l'extrem de la vareta Q és de 0 °C i la temperatura entre les varetes P i Q és de T.
Pregunta: Temperatura al pla límit P i Q
Resposta:
La fórmula per a la taxa de transferència de calor per conducció :
Descripció: Q/t = taxa de transferència de calor, k = conductivitat tèrmica, A = àrea de la secció transversal, T1 = alta temperatura, T2 = baixa temperatura, l = longitud de l'objecte.
Dues barres P i Q tenen la mateixa mida, de manera que la superfície (A) i la longitud (l) desapareixen de l'equació. L'equació anterior canvia a:
El coeficient de conducció tèrmica P és el doble del coeficient de conducció tèrmica Q. L'equació anterior canvia a:
La temperatura de la punta de la vareta P és de 90 °C , la temperatura de la punta de la vareta Q és de 0 °C i la temperatura entre les varetes P i Q és de T. L'equació anterior canvia a:
La temperatura al pla límit P i Q és de 60 ° C.
La resposta correcta és E.
2. Les varetes A i B tenen la mateixa secció transversal i longitud. Si el coeficient de conducció de la vareta A = 1/4 vegades el coeficient de conducció de la vareta B, aleshores ambdues s'escalfen per un extrem i resulta que ambdues experimenten el mateix canvi de temperatura. Aleshores, la relació entre la taxa de transferència de calor de la vareta A i la vareta B és...
A. 1:4
B. 1:2
C. 1:1
D. 2: 1
E. 4:1
Discussió
Se sap que:
Àrea de la secció transversal de la vareta A (A) = àrea de la secció transversal de la vareta B (A)
Longitud de la vareta A (l) = longitud de la vareta B (l)
Coeficient de conducció de la vareta A (k) = 1/4 vegades el coeficient de conducció de la vareta B (1/4 k)
Canvi de temperatura de la barra A (ΔT) = canvi de temperatura de la barra B (ΔT)
Es busca: Comparació de les velocitats de transferència de calor de la vareta A i la vareta B
Resposta:
La fórmula per a la taxa de transferència de calor per conducció:
Descripció: Q/t = taxa de transferència de calor, k = conductivitat tèrmica, A = àrea de la secció transversal, T2 = alta temperatura, T1 = baixa temperatura, l = longitud de l'objecte.
La secció transversal és la mateixa, la longitud de la vareta és la mateixa, el canvi de temperatura és el mateix.
La resposta correcta és E.
3. Dues barres metàl·liques A i B de la mateixa mida tenen cadascuna un coeficient de conducció de 2k i k respectivament.
Tots dos estan connectats entre si i els extrems lliures estan sotmesos a una temperatura com la que es mostra a la figura.
La temperatura (T) a la unió metàl·lica A i B és...
A. 80 ° C
B. 100 ° C
C. 120 ° C
D. 150 ° C
E. 160 ° C
Discussió
Se sap que:
Dues barres metàl·liques A i B tenen la mateixa mida
El coeficient de conducció del metall A = 2k
Coeficient de conducció metàl·lica B = k
Temperatura de la punta metàl·lica A = 210 ° C
Temperatura de la punta metàl·lica B = 30 ° C
Es busca: Temperatura (T) a les unions metàl·liques A i B
Resposta:
La fórmula per a la taxa de transferència de calor per conducció :
Descripció: Q/t = taxa de transferència de calor, k = conductivitat tèrmica, A = superfície superficial, T 1 -T 2 = canvi de temperatura, l = longitud de la vareta
Dues barres metàl·liques A i B tenen la mateixa mida, de manera que la superfície (A) i la longitud (l) de les barres s'eliminen de l'equació.
La resposta correcta és D.
4. Dues varetes conductores amb la mateixa longitud i secció transversal estan connectades entre si tal com es mostra a la figura següent. El coeficient de conducció tèrmica de la segona vareta conductora = 2 vegades el coeficient de conducció tèrmica de la primera vareta. Si la primera vareta s'escalfa de manera que T1 = 100 ° C i T2 = 25 ° C, aleshores la temperatura a la unió (T) és...
A. 30 oC
B. 35 ° C
C. 40 ° C
D. 45 ° C
E. 50 ° C
Discussió
Se sap que:
Dues barres metàl·liques A i B tenen la mateixa mida
Coeficient de conducció de la vareta I = k
Coeficient de conducció de la vareta II = 2k
Temperatura de la punta de la vareta I = 100 ° C
Temperatura de la punta de la vareta II = 25 ° C
Pregunta: Temperatura a les unions de les varetes I i II
Resposta:
La fórmula per a la taxa de transferència de calor per conducció:
Descripció: Q/t = taxa de transferència de calor, k = conductivitat tèrmica, A = superfície superficial, T 1 -T 2 = canvi de temperatura, l = longitud de la vareta
Temperatura al pla límit P i Q:
Dues barres metàl·liques A i B tenen la mateixa mida, de manera que la superfície (A) i la longitud (l) de les barres s'eliminen de l'equació.
La resposta correcta és C.
5. Tres barres metàl·liques diferents A, B i C però amb la mateixa longitud i secció transversal, estan connectades entre si tal com es mostra a la imatge següent.
Gran conductivitat 4 kA = 2 kB = kC i T.1 = 100oC i T4 = 20oC i després la temperatura T2 i T.3 és…
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
Discussió
Se sap que:
T1 = 100 ° C
T4 = 20 ° C
4 k A = 2 k B = k C
Si kC = 4, kB = 2, kA = 1
Preguntat: T 2 i T 3
Resposta:
La fórmula de la transferència de calor per conducció:
Informació:
Q/t = taxa de transferència de calor, k = conductivitat tèrmica, A = àrea de la secció transversal, T 1 = temperatura inicial, T 2 = temperatura final, l = longitud de la vareta.
La longitud (l) i l'àrea de la secció transversal (A) són iguals, per la qual cosa s'eliminen de l'equació.
Utilitza aquesta equació per calcular la temperatura.
Considereu les barres metàl·liques A i B.
Considereu les barres metàl·liques B i C.
Elimineu l'equació 1 i l'equació 2:
Calcula T₂ utilitzant l'equació 1:
La resposta correcta és A.
Font de la pregunta:
Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional
