Bero-transferentzia

Hiru bero-transferentzia edo bero-transferentzia mota daude , besteak beste, eroapen, konbekzio eta erradiazio bidezko bero-transferentzia.

Kondukzio bidezko bero-transferentzia. Tenperatura altuko objektu bat tenperatura baxuko objektu batekin kontaktuan jartzen denean, energia tenperatura altuko objektutik tenperatura baxuko objektura mugitzen da. Gehitutako energiak objektua osatzen duten atomo eta molekulak azkarrago mugitzea eragiten du. Mugitzen diren heinean, molekulek energia zinetikoa dute (EK = ½ mv ² ). Azkarrago mugitzen diren molekulek (energia zinetiko handiagoa dutenek) ondoan dituzten molekulekin talka egiten dute. Molekula hauek, ondoren, ondoan dituzten beste molekulekin talka egiten dute. Eta abar. Beraz, molekulak elkarren artean talka egiten dute, energia transferituz. Objektu bat osatzen duten molekulen arteko talken bidez gertatzen den bero-transferentziari kondukzioa deritzo. Kondukzioa normalean solidoetan edo solidoetatik likidoetara (likidoetatik solidoetara) edo solidoetatik gasetara (gasetatik solidoetara) gertatzen da.

Konbekzio bidezko bero-transferentzia. Konbekzioa normalean likidoetan (adibidez, uretan) eta gasetan (adibidez, airean) gertatzen da. Konbekzioa beroaren transferentzia da, objektu baten mugimenduarekin batera, bere dentsitatearen aldaketen ondorioz. Objektu baten dentsitatea aldatzen da bere bolumena aldatzen delako. Objektu baten bolumena aldatzen da objektuak bero kantitate jakin bat xurgatzen duelako.

Erradiazio bidezko bero-transferentzia. Erradiazioa uhin elektromagnetikoen moduan beroaren transferentzia da. Erradiazioaren adibideen artean daude zure gorputzak sukalde baten ondoan zaudenean sentitzen duen beroa eta eguzkitik Lurrera doan erradiazioa. Eguzkiak tenperatura altuagoa du (6000 Kelvin inguru), eta Lurrak, berriz, tenperatura baxuagoa. Eguzkiaren eta lurraren arteko tenperatura-diferentzia horrek beroa eguzkitik (tenperatura altuagoa) Lurrera (tenperatura baxuagoa) mugitzea eragiten du. Eguzkitik Lurrera doan erradiazioak medio bat beharko balu, hala nola kondukzioa eta konbekzioa, beroa ez litzateke Lurrera iritsiko, hutsune batetik igaro beharko lukeelako.

Problemen adibidea

1. 2015/2016ko SMA/MA Fisikako Azterketa Nazionalaren 19. galdera

Tamaina bereko baina metal ezberdinez egindako metalezko hagaxkak beheko irudian erakusten den bezala lotzen dira. I metalaren eroankortasun termikoa II metalaren eroankortasunaren 4 aldiz handiagoa bada, bi metalen loturan tenperatura…

A. 45^oC

B. 40 ^° C

35 ^° C

30 ^° C

E. 25 ^° C

Eztabaida

Jakina da:

Metalaren eroankortasun termikoa I = 4k

Metalaren eroankortasun termikoa II = k

Metalaren ertzaren tenperatura I = 50 ^° C

Metalaren ertzaren tenperatura II = 0 ^° C

Galdera: Bi metalen arteko loturan tenperatura

Erantzuna:

Kondukzio bidezko bero-transferentziaren tasaren formula:

Deskribapena: Q/t = bero-transferentziaren tasa, k = eroankortasun termikoa, A = azalera, T ₁ -T ₂ = tenperatura-aldaketa, l = hagatxoaren luzera

Bi metalak tamaina berekoak dira, beraz, A eta l ekuaziotik kendu dira.

Erantzun zuzena B da.

2. 2015/2016ko SMA/MA Fisikako Azterketa Nazionalaren 19. galdera

Hurrengo irudiak mutur batetik lotutako mota desberdineko A eta B metalezko hagaxkak erakusten ditu.

Bi hagatxoen zeharkako sekzioaren azalera berdina da, baina A-ren luzera B-ren luzeraren bikoitza da eta A-ren eroapen termikoaren koefizientea B-renaren hirukoitza da. A eta B-ren mutur libreak magnitude desberdineko tenperaturaren menpe badaude, orduan loturan dagoen tenperatura zehatza...

A. 60^oC

B. 64 ^° C

70 ^° C

76 ^° C

E. 78 ^° C

Eztabaida

Jakina da:

Hagaren eroankortasun termikoa A = 3k

B = k hagatxoaren eroankortasun termikoa

Hagaren luzera A = 2l

Hagaren luzera B = l

Hagaren ertzaren tenperatura A = 100 ^° C

B hagatxoaren ertzaren tenperatura = 40 ^° C

Galdera: Bi hagatxoen junturan tenperatura

Erantzuna:

Kondukzio bidezko bero-transferentziaren tasaren formula:

Deskribapena: Q/t = bero-transferentziaren tasa, k = eroankortasun termikoa, A = azalera, T ₁ -T ₂ = tenperatura-aldaketa, l = hagatxoaren luzera

Bi hagatxoek zeharkako sekzio bera dute, beraz, A ekuaziotik kendu behar da.

Erantzun zuzena D da.

3. 2014/2015ko SMA/MA Fisikako Azterketa Nazionalaren 14. galdera

Jarri arreta hurrengo adierazpenari:

(1) metalaren eroankortasuna

(2) metalezko muturren arteko tenperatura-aldea

(3) metalezko luzera

(4) metalezko masa

Metalen beroaren hedapen-abiadura zehazten duten faktoreak hauek dira….

A. (1), (2) eta (3)

B. (1) eta (4)

C. (2) eta (4)

D. (3) eta (4)

E. (4) bakarrik

Eztabaida

Metalen bero-transferentzia eroapen bidezko bero-transferentzia da. Eroapen bidezko bero-transferentziaren tasaren formula hau da:

Deskribapena: Q/t = bero-transferentziaren tasa, k = eroankortasun termikoa, A = azalera, T ₁ -T ₂ = tenperatura-aldaketa, l = hagatxoaren luzera

Erantzun zuzena A da.