Trosglwyddo gwres trwy ddargludiad

Os ydych chi'n eistedd ar gadair bren, mae wyneb y gadair bren yn cynhesu. I'r gwrthwyneb, os ydych chi'n eistedd ar gadair wedi'i gwneud o blastig neu fetel, nid yw wyneb y gadair fetel neu blastig yn teimlo'n gynnes ar ôl eistedd arni. Pam mae wyneb cadair bren yn gynnes, tra nad yw wyneb cadair fetel? Pam y gall cysgu ar lawr oer heb fatres achosi poen? Ydych chi erioed wedi gwisgo siaced oer? Pam mae'r rhan fwyaf o siacedi oer wedi'u gwneud o wlân? Mae yna lawer o bethau i feddwl amdanynt a gofyn amdanynt o hyd sy'n gysylltiedig â phwnc trosglwyddo gwres trwy ddargludiad.

Paratowch gannwyll a darn o wifren denau. Daliwch un pen y wifren a chyffwrddwch ben arall y wifren â fflam y gannwyll. Arhoswch ychydig eiliadau nes bod eich llaw yn teimlo'n boeth. Pam mae eich llaw yn teimlo'n boeth? Pan fydd un pen y wifren yn cyffwrdd â fflam y gannwyll, mae gwres yn symud o fflam y gannwyll (tymheredd uchel) i ben arall y wifren (tymheredd isel). Mae'r trosglwyddiad gwres hwn yn achosi i dymheredd pen y wifren sy'n cyffwrdd â'r fflam gynyddu. Mae'r gwahaniaeth tymheredd rhwng pen y wifren sy'n cyffwrdd â fflam y gannwyll a phen arall y wifren yn achosi i wres symud o ben y wifren sy'n cyffwrdd â'r fflam i ben y wifren sy'n cael ei chyffwrdd gan eich llaw. Mae'r trosglwyddiad gwres hwn yn achosi i dymheredd pen y wifren sy'n cael ei chyffwrdd gynyddu. Yna mae'r gwres yn symud i'ch llaw oerach. O ganlyniad, mae eich llaw yn teimlo'n boeth.

Pan fydd rhan o wrthrych â thymheredd uchel yn dod i gysylltiad â gwrthrych â thymheredd isel, mae gwres yn symud o'r gwrthrych â'r tymheredd uchel i'r gwrthrych â'r tymheredd isel. Mae'r egni ychwanegol yn achosi i'r atomau a'r moleciwlau sy'n ffurfio'r gwrthrych symud yn gyflymach. Wrth iddynt symud, mae gan y moleciwlau egni cinetig (EK = ½ mv 2 ). Mae'r moleciwlau sy'n symud yn gyflymach (gyda mwy o egni cinetig) yn gwrthdaro â'r moleciwlau wrth eu hymyl. Yna mae'r moleciwlau hyn yn gwrthdaro â moleciwlau eraill wrth eu hymyl. Ac yn y blaen. Felly mae'r moleciwlau'n gwrthdaro â'i gilydd, gan drosglwyddo egni. Gelwir trosglwyddo gwres sy'n digwydd trwy wrthdrawiadau rhwng y moleciwlau sy'n ffurfio gwrthrych yn drosglwyddo gwres trwy ddargludiad.

Y fformiwla ar gyfer trosglwyddo gwres trwy ddargludiad

Trosglwyddo gwres trwy ddargludiad - 1Mae gan y gwrthrych ar y chwith dymheredd uwch (T1) tra bod gan y gwrthrych ar y dde dymheredd is (T2). Oherwydd y gwahaniaeth mewn tymheredd (T1 - T.2), mae gwres yn symud o wrthrych â thymheredd uchel i wrthrych â thymheredd isel (mae cyfeiriad llif y gwres i'r dde). Mae gan y gwrthrych y mae gwres yn mynd drwyddo arwynebedd trawsdoriadol (A) a hyd (l).

Yn seiliedig ar ganlyniadau'r arbrawf, mae'r gwres a drosglwyddir yn ystod cyfnod penodol o amser (Q/t) yn gymesur yn uniongyrchol â'r gwahaniaeth tymheredd (T1 – T2 ) , arwynebedd trawsdoriadol (A), natur gwrthrych (k = dargludedd thermol) ac yn gymesur yn wrthdro â hyd y gwrthrych. Y fformiwla ar gyfer cyfradd trosglwyddo gwres trwy ddargludiad:

Trosglwyddo gwres trwy ddargludiad - 2Disgrifiad: Q/t = cyfradd trosglwyddo gwres, k = dargludedd thermol, A = arwynebedd trawsdoriadol, T1 = tymheredd uchel, T2 = tymheredd isel, l = hyd gwrthrych.

Cymhwyso trosglwyddo gwres trwy ddargludiad

Pam mae teils yn teimlo'n oerach na charped? Mae gan deils ddargludedd thermol mwy na charpedi. Felly, mae teils yn ddargludyddion gwres da, tra bod carpedi yn ddargludyddion gwres gwael. Pan fyddwn yn camu ar garped, mae gwres yn llifo o'n traed i'r carped. Mae hyn yn digwydd oherwydd bod tymheredd ein corff yn uwch na thymheredd y carped. Mae carpedi yn ddargludyddion gwres gwael, felly mae'r gwres sy'n llifo o'n traed yn cronni ar wyneb y carped, gan wneud y carped yn gynhesach. Pan fyddwn yn camu ar deils neu serameg, mae gwres yn llifo o'n traed i'r teils neu'r serameg. Gan fod teils yn ddargludyddion gwres da, nid yw gwres yn cael ei gadw ar wyneb y teils. Mae gwres yn llifo'n llyfn, gan wneud i'n traed deimlo'n oer. Os yw'ch tŷ mewn ardal oer, dylech orchuddio llawr eich ystafell wely â charped fel nad yw'ch corff yn colli gwres. I'r gwrthwyneb, os yw'ch tŷ mewn ardal boeth, ni ddylech orchuddio llawr eich ystafell wely â charped oherwydd ni fyddwch yn teimlo'n oer ond yn boeth 😉

Gall cysgu ar y llawr heb fatres achosi salwch. Pam? Mae hyn oherwydd bod llawer iawn o wres yn cael ei drosglwyddo o'ch corff i'r llawr. Mae gwres yn ynni mewn symudiad. Pan fydd eich corff yn colli llawer o wres, mae ei lefelau ynni yn gostwng. Os ydych chi'n brin o ynni, gallwch chi fynd yn sâl!

Beth yw swyddogaeth ffenestri a drysau? Pam y dylid gwneud drysau a ffenestri o bren? Yn y nos, mae tymheredd yr aer y tu allan i'r tŷ yn is na thymheredd yr aer y tu mewn i'r tŷ. Mae'r gwahaniaeth hwn yn nhymheredd yr aer yn achosi i wres symud o fewn y tŷ i'r tu allan. Felly, yn y nos rydym fel arfer yn cau'r drysau neu'r ffenestri. Heblaw am anelu at gadw troseddwyr draw, un o swyddogaethau ffenestri neu ddrysau yw atal gwres rhag dianc o'r tŷ. Fel arfer mae drysau neu ffenestri wedi'u gwneud o bren. Mae dargludedd thermol pren yn ddigon isel fel y gall weithredu fel inswleiddiwr thermol. Swyddogaeth arall ffenestri neu ddrysau yw dal aer. Mae aer sydd wedi'i ddal ar du mewn y ffenestr neu'r drws yn gweithredu fel inswleiddiwr da (gan rwystro gwres rhag dianc). Mae dargludedd thermol aer yn isel iawn. Po isaf yw dargludedd thermol gwrthrych, y mwyaf anodd yw hi i wres drosglwyddo trwy ddargludiad trwy'r gwrthrych hwnnw.

Yn ogystal â chynnal ein statws fel bodau dynol gwaraidd a normal 🙂 , mae dillad hefyd yn gwasanaethu i gynnal tymheredd corff sefydlog. Fel arfer mae'r dillad rydyn ni'n eu gwisgo wedi'u haddasu i dymheredd yr aer. Pan fydd tymheredd yr aer yn eithaf isel, mae'r dillad rydyn ni'n eu gwisgo yn fwy trwchus. Mae blancedi neu ddillad trwchus (siacedi, ac ati) yn atal aer rhag symud yn esmwyth. Mae aer wedi'i ddal rhwng y croen a'r siaced neu'r flanced. Oherwydd bod gwahaniaeth tymheredd rhwng ein corff a'r aer sydd wedi'i ddal, mae gwres yn symud o'r corff i'r aer. Mae'r gwres ychwanegol o'r corff yn achosi i dymheredd yr aer sydd wedi'i ddal gynyddu (mae'r aer yn dod yn gynhesach). Edrychwch ar y tabl dargludedd thermol uchod. Mae gwerth dargludedd thermol aer yn fach iawn. Felly, ni all gwres ddianc o'r corff. Mae tymheredd ein corff yn aros yn sefydlog. Os na fyddwn yn gwisgo siaced pan fydd yr aer yn eithaf oer, mae gwres yn dianc o'n corff. Po fwyaf o wres sy'n dianc o'r corff, y mwyaf o egni y mae'r corff yn ei golli.

Enghraifft o broblemau

1. Cwestiwn Arholiad Cenedlaethol 2011/2012 A81 Rhif 10

Rhowch sylw i'r datganiad canlynol!
(1) Dargludedd metel
(2) Y gwahaniaeth tymheredd rhwng pennau'r metel
(3) Hyd y metel
(4) Màs metel
Y ffactorau sy'n pennu cyfradd lledaeniad gwres mewn metel yw...

A. (1), (2) a (3)
B. (1) a (4)
C. (2) a (4)
D. (3) a (4)
E. (4) yn unig

Trafodaeth
Yn seiliedig ar y fformiwla ar gyfer cyfradd trosglwyddo gwres drwy ddargludiad, y ffactorau sy'n pennu cyfradd trosglwyddo gwres yw dargludedd y metel (k), y gwahaniaeth tymheredd rhwng pennau'r metel (T) a hyd y metel (l). Nid oes gan fàs y metel unrhyw effaith.
Yr ateb cywir yw A.