Ekzistas tri tipoj de varmotransigo aŭ varmotransigo , inkluzive de varmotransigo per konduktado, konvekcio kaj radiado.
Varmotransdono per konduktado. Kiam alt-temperatura objekto kontaktas malalt-temperaturan objekton, energio moviĝas de la alt-temperatura objekto al la malalt-temperatura objekto. La aldonita energio kaŭzas, ke la atomoj kaj molekuloj, kiuj konsistigas la objekton, moviĝu pli rapide. Dum ili moviĝas, la molekuloj havas kinetan energion (EK = ½ mv² ) . La pli rapide moviĝantaj molekuloj (kun pli granda kineta energio) kolizias kun la molekuloj apud ili. Ĉi tiuj molekuloj tiam kolizias kun aliaj molekuloj apud ili. Kaj tiel plu. Do la molekuloj kolizias unu kun la alia, transdonante energion. Varmotransdono , kiu okazas per kolizioj inter la molekuloj, kiuj konsistigas objekton, nomiĝas konduktado. Konduktado kutime okazas en solidoj aŭ de solidoj al likvaĵoj (likvaĵoj al solidoj) aŭ de solidoj al gasoj (gasoj al solidoj).
Varmotransigo per konvekcio. Konvekcio tipe okazas en likvaĵoj (ekz., akvo) kaj gasoj (ekz., aero). Konvekcio estas la transdono de varmo akompanata de la movado de objekto pro ŝanĝoj en ĝia denseco. La denseco de objekto ŝanĝiĝas ĉar ĝia volumeno ŝanĝiĝas. La volumeno de objekto ŝanĝiĝas ĉar la objekto absorbas certan kvanton da varmo.
Varmotransigo per radiado. Radiado estas la transdono de varmo en la formo de elektromagnetaj ondoj. Ekzemploj de radiado inkluzivas la varmon, kiun via korpo sentas, kiam vi estas proksime al forno, kaj radiadon de la suno al la tero. La suno havas pli altan temperaturon (ĉirkaŭ 6000 Kelvinoj), dum la tero havas pli malaltan temperaturon. Ĉi tiu temperaturdiferenco inter la suno kaj la tero kaŭzas, ke varmo moviĝu de la suno (pli alta temperaturo) al la tero (pli malalta temperaturo). Se radiado de la suno al la tero bezonus medion, kiel ekzemple kondukton kaj konvekcion, la varmo ne atingus la teron, ĉar ĝi devus trairi vakuon.
Ekzemplo de problemoj
1. Demando n-ro 19 de la Nacia Ekzameno pri Fiziko por SMA/MA 2015/2016
Metalaj stangoj de la sama grandeco, sed faritaj el malsamaj metaloj, estas kunigitaj kiel montrite en la suba figuro. Se la varmokondukteco de metalo I estas 4-oble la kondukteco de metalo II, tiam la temperaturo ĉe la kuniĝo de la du metaloj estas...
A. 45oC
B. 40 ° C
C. 35 ° C
D. 30 ° C
E. 25 ° C
Diskuto
Estas konate, ke:
Varmokondukteco de metalo I = 4k
Varmokondukteco de metalo II = k
Temperaturo de metala rando I = 50 ° C
Temperaturo de metala rando II = 0 ° C
Demandita: Temperaturo ĉe la kuniĝo de la du metaloj
Respondo:
La formulo por la varmotransigo per konduktado:
Priskribo: Q/t = varmotransiga rapideco, k = varmokondukteco, A = surfacareo, T 1 -T 2 = temperaturŝanĝo, l = longo de stango
La du metaloj estas samgrandaj, do A kaj l estas forigitaj el la ekvacio.
La ĝusta respondo estas B.
2. Demando n-ro 19 de la Nacia Ekzameno pri Fiziko por SMA/MA 2015/2016
La jena figuro montras metalajn stangojn A kaj B de malsamaj tipoj kunigitajn ĉe unu fino.
La transversa sekca areo de ambaŭ stangoj estas la sama, sed la longo de A estas duoble la longo de B kaj la varmokondukta koeficiento de A estas 3-oble tiu de B. Se la liberaj finoj de A kaj B estas submetitaj al temperaturoj de malsamaj magnitudoj, tiam la preciza temperaturo ĉe la krucvojo estas...
A. 60oC
B. 64 ° C
C. 70 ° C
D. 76 ° C
E. 78 ° C
Diskuto
Estas konate, ke:
Varmokondukteco de stango A = 3k
Varmokondukteco de bastono B = k
Longo de stango A = 2l
Longo de stango B = l
Temperaturo de la rando de stango A = 100 ° C
Temperaturo de la rando de stango B = 40 ° C
Demandita: Temperaturo ĉe la junto de la du bastonoj
Respondo:
La formulo por la varmotransigo per konduktado:
Priskribo: Q/t = varmotransiga rapideco, k = varmokondukteco, A = surfacareo, T 1 -T 2 = temperaturŝanĝo, l = longo de stango
Ambaŭ stangoj havas la saman transversan sekcan areon, do A estas forigita el la ekvacio.
La ĝusta respondo estas D.
3. Demando n-ro 14 de la Nacia Ekzameno pri Fiziko por SMA/MA 2014/2015
Atentu la jenan deklaron:
(1) metala konduktiveco
(2) temperaturdiferenco inter la metalaj finoj
(3) longo de metalo
(4) metala maso
La faktoroj, kiuj determinas la rapidon de varmodisvastiĝo en metalo, estas...
A. (1), (2), kaj (3)
B. (1) kaj (4)
C. (2) kaj (4)
D. (3) kaj (4)
E. (4) nur
Diskuto
Varmotransigo en metalo estas varmotransigo per konduktado. La formulo por la rapideco de varmotransigo per konduktado estas:
Priskribo: Q/t = varmotransiga rapideco, k = varmokondukteco, A = surfacareo, T 1 -T 2 = temperaturŝanĝo, l = longo de stango
La ĝusta respondo estas A.
