Trasferimentu di calore

Ci sò trè tippi di trasferimentu di calore o trasferimentu di calore , cumpresi u trasferimentu di calore per conduzione, cunvezione è radiazione.

Trasferimentu di calore per conduzione. Quandu un oggettu à alta temperatura vene in cuntattu cù un oggettu à bassa temperatura, l'energia si move da l'oggettu à alta temperatura à l'oggettu à bassa temperatura. L'energia aghjunta face chì l'atomi è e molecule chì custituiscenu l'oggettu si movenu più rapidamente. Mentre si movenu, e molecule anu energia cinetica (EK = ½ mv ² ). E molecule chì si movenu più rapidamente (cù una maggiore energia cinetica) si scontranu cù e molecule accantu à elle. Queste molecule si scontranu tandu cù altre molecule accantu à elle. È cusì via. Cusì e molecule si scontranu trà di elle, trasferendu energia. U trasferimentu di calore chì si faci per via di collisioni trà e molecule chì custituiscenu un oggettu hè chjamatu conduzione. A conduzione si faci di solitu in i solidi o da i solidi à i liquidi (liquidi à solidi) o da i solidi à i gas (gas à solidi).

Trasferimentu di calore per cunvezione. A cunvezione si verifica tipicamente in liquidi (per esempiu, acqua) è gas (per esempiu, aria). A cunvezione hè u trasferimentu di calore accumpagnatu da u muvimentu di un oggettu per via di cambiamenti in a so densità. A densità di un oggettu cambia perchè u so vulume cambia. U vulume di un oggettu cambia perchè l'oggettu assorbe una certa quantità di calore.

Trasferimentu di calore per radiazione. A radiazione hè u trasferimentu di calore in forma d'onde elettromagnetiche. Esempi di radiazione includenu u calore chì u vostru corpu sente quandu site vicinu à una stufa è a radiazione da u sole à a terra. U sole hà una temperatura più alta (intornu à 6000 Kelvin), mentre chì a terra hà una temperatura più bassa. Sta differenza di temperatura trà u sole è a terra face chì u calore si mova da u sole (temperatura più alta) à a terra (temperatura più bassa). Se a radiazione da u sole à a terra richiedessi un mezu, cum'è a conduzione è a cunvezione, u calore ùn ghjunghjerebbe micca à a terra perchè duverebbe passà per un vacuum.

Esempiu di prublemi

1. Dumande d'esame naziunale di fisica SMA/MA 2015/2016 n. 19

Barre metalliche di a listessa dimensione, ma fatte di metalli diversi, sò unite cum'è mostratu in a figura sottu. Sè a cunduttività termica di u metallu I hè 4 volte a cunduttività di u metallu II, allora a temperatura à a ghjunzione di i dui metalli hè...

A. 45^oC

B. 40 ^° C

35 ^° C

D. 30 ^° C

E. 25 ^° C

Discussione

Hè cunnisciutu chì:

Cunduttività termica di u metallu I = 4k

Cunduttività termica di u metallu II = k

Temperatura di u bordu di u metallu I = 50 ^° C

Temperatura di u bordu di u metallu II = 0 ^° C

Dumandatu: Temperatura à a junzione di i dui metalli

Risposta:

A formula per a velocità di trasferimentu di calore per conduzione:

Descrizzione: Q/t = velocità di trasferimentu di calore, k = cunduttività termica, A = superficia, T ₁ -T ₂ = cambiamentu di temperatura, l = lunghezza di a barra

I dui metalli anu a listessa dimensione dunque A è l sò eliminati da l'equazioni.

A risposta curretta hè B.

2. Dumande d'esame naziunale di fisica SMA/MA 2015/2016 n. 19

A figura seguente mostra e barre metalliche A è B di diversi tipi unite à una estremità.

L'area di a sezione trasversale di e duie barre hè a listessa, ma a lunghezza di A hè duie volte a lunghezza di B è u coefficientu di conduzione termica di A hè 3 volte quellu di B. Sè l'estremità libere di A è B sò sottumesse à temperature di diverse magnitudini, allora a temperatura esatta à a giunzione hè...

A. 60^oC

B. 64 ^° C

70 ^° C

D. 76 ^° C

E. 78 ^° C

Discussione

Hè cunnisciutu chì:

Cunduttività termica di a verga A = 3k

Cunduttività termica di a verga B = k

Lunghezza di a canna A = 2l

Lunghezza di a canna B = l

Temperatura di u bordu di a canna A = 100 ^° C

Temperatura di u bordu di a canna B = 40 ^° C

Dumandatu: Temperatura à l'articulazione di e duie aste

Risposta:

A formula per a velocità di trasferimentu di calore per conduzione:

Descrizzione: Q/t = velocità di trasferimentu di calore, k = cunduttività termica, A = superficia, T ₁ -T ₂ = cambiamentu di temperatura, l = lunghezza di a barra

E duie barre anu a listessa area di sezione trasversale, dunque A hè eliminata da l'equazione.

A risposta curretta hè D.

3. Dumande d'esame naziunale di fisica SMA/MA 2014/2015 n. 14

Fate attenzione à a seguente dichjarazione:

(1) cunduttività di u metallu

(2) differenza di temperatura trà l'estremità metalliche

(3) lunghezza di metallu

(4) massa metallica

I fattori chì determinanu a velocità di propagazione di u calore in u metallu sò….

A. (1), (2) è (3)

B. (1) è (4)

C. (2) è (4)

D. (3) è (4)

E. (4) solu

Discussione

U trasferimentu di calore in u metallu hè un trasferimentu di calore per conduzione. A formula per a velocità di trasferimentu di calore per conduzione hè:

Descrizzione: Q/t = velocità di trasferimentu di calore, k = cunduttività termica, A = superficia, T ₁ -T ₂ = cambiamentu di temperatura, l = lunghezza di a barra

A risposta curretta hè A.