مثالی از انتقال گرما از طریق رسانش

۸ نمونه از انتقال حرارت از طریق رسانش

۱. با استفاده از مثال، معنی را توضیح دهید انتقال حرارت از طریق رسانش ?
پمباهاسان
انتقال گرما از طریق رسانش، انتقال گرمایی است که از طریق برخورد بین اتم‌ها/مولکول‌های تشکیل‌دهنده یک جسم رخ می‌دهد. برای مثال، یک میله آهنی گرم شده را در نظر بگیرید. یک سر آهن به شعله برخورد می‌کند و سر دیگر آن نگه داشته می‌شود. اگرچه سر آهن نگه داشته شده با شعله در تماس نیست، اما به دلیل اینکه گرما از طریق میله آهنی منتقل می‌شود، سر آهن نگه داشته شده داغ به نظر می‌رسد. گرما چگونه از یک سر آهن به سر دیگر آن منتقل می‌شود؟
نوک اتوی گرم شده گرمای بیشتری دریافت می‌کند. کالور انرژی‌ای است که به طور طبیعی از اجسام با دمای بالا به اجسام با دمای پایین منتقل می‌شود. انرژی اضافه شده باعث می‌شود اتم‌ها/مولکول‌های تشکیل‌دهنده آهن از موقعیت تعادل خود بیشتر ارتعاش کنند. با ارتعاش بیشتر، اتم‌ها/مولکول‌ها با اتم‌ها/مولکول‌های همسایه برخورد می‌کنند و باعث می‌شوند اتم‌ها/مولکول‌ها بیشتر ارتعاش کنند و انرژی بیشتری کسب کنند. این فرآیند تا زمانی که گرما به نوک آهنی که نگه داشته شده است برسد، ادامه می‌یابد.

۲. آیا انتقال حرارت از طریق رسانش بین اتم‌ها/مولکول‌های یک مایع امکان‌پذیر است؟
پمباهاسان
مثال زیر را در نظر بگیرید. وقتی یک میله آهنی گرم می‌شود، گرما از یک اتم/مولکول آهن به اتم/مولکول دیگر منتقل می‌شود، بنابراین می‌توان گفت که انتقال حرارت از طریق رسانش بین اتم‌ها/مولکول‌های یک جامد رخ می‌دهد. انتقال حرارت از طریق رسانش بین اتم‌ها/مولکول‌های یک مایع رخ نمی‌دهد زیرا انتقال حرارت بین اتم‌ها/مولکول‌های یک مایع رخ می‌دهد و به همین ترتیب بین اتم‌ها/مولکول‌های یک گاز، انتقال حرارت از طریق همرفت رخ می‌دهد.

3. رسانایی حرارتی آجر 0,84 J/msCo و رسانایی حرارتی پشم 0,040 J/msC است.^oکدام یک رسانای حرارتی بهتری است، آجر یا پشم؟
پمباهاسان
اجسامی که رسانایی حرارتی بالایی دارند، رساناهای خوبی برای گرما هستند (رسانای حرارتی خوب)، در حالی که اجسامی که رسانایی حرارتی پایینی دارند، رساناهای ضعیفی برای گرما هستند (رسانای حرارتی ضعیف).
بر اساس سوال، رسانایی حرارتی آجر از رسانایی حرارتی پشم بیشتر است، بنابراین آجر رسانای بهتری برای گرما نسبت به پشم است.

۴. یک میله فولادی استوانه‌ای توپر به طول ۱ متر و سطح مقطع ۰.۲ متر مربع است. رسانایی حرارتی فولاد ۴۰ ژول بر میلی‌ثانیه است.^oاگر اختلاف دما بین دو انتهای فولاد 10 باشد^oج، نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش را در میله فولادی تعیین کنید!
پمباهاسان
معلوم است که:
طول فولاد (لیتر) = ۱ متر
سطح مقطع فولاد (A) = 0,2 متر مربع²
رسانایی حرارتی فولاد (k) = 40 J/mSc^o
اختلاف دما بین دو انتهای فولاد (ΔT) = 10^oC
پرسیده شد: نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش (Q/t)
جواب:
فرمول نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش:
Q/t = k A ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
کیو/تی = ۸۰ / ۱
Q/t = 80 ژول بر ثانیه

۵. فلزات A و B طول و سطح مقطع یکسانی دارند. ضریب رسانایی فلز A برابر با ۱/۶ ضریب رسانایی فلز B است. هر دو فلز از یک انتها گرم می‌شوند و هر دو تغییر دمای یکسانی را تجربه می‌کنند. بنابراین، نسبت نرخ انتقال حرارت فلز A و فلز B برابر است با...
الف. ۲:۳
ب. ۳:۲
ج. ۲: ۱
دی. ۱۲:۶
ه. ۳:۷
بحث:

Dبدانید :
k_A = ۱/۶ کیلوژول_B= 1 / 6
k_B = 6/6 = 1،XNUMX
پرسیده شد :
مقایسه میزان انتقال حرارت از فلز A و فلز B
جواب :
فرمول نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش :
شرح: Q/t = نرخ انتقال حرارت، k = رسانایی حرارتی، A = سطح مقطع، T₁ = دمای بالا، T₂ = دمای پایین، l = طول جسم.

طول و سطح مقطع دو فلز برابر است، بنابراین l و A از معادله حذف می‌شوند. تغییر دمای هر دو فلز یکسان است، بنابراین (T₁ - تی₂) از معادله حذف می‌شود.
k_A :ک_B
۱/۶ : ۶/۶
1: 6
جواب صحیح B است.

۶. دو جامد P و Q که اندازه یکسانی دارند اما انواع مختلفی دارند، مطابق شکل زیر به هم متصل شده‌اند. اگر ضریب هدایت حرارتی P سه برابر ضریب هدایت حرارتی Q باشد، آنگاه دما در مرز بین P و Q برابر است با...
A. 60 ^oC
B. 50 ^oC
C. 40 ^oC
D. 20 ^oC
E. 10 ^oC

بحث:
شناخته شده است :
T_P = 0 ^oC
T_Q = 80 ^oC
k_P = ۲ کیلوژول_Q= 3
k_Q = 1
پرسیده شد :
دما در صفحه مرزی P و Q؟
جواب:

اندازه دو جسم یکسان است، بنابراین A و l از معادله حذف می‌شوند.
جواب صحیح D است.

۷. مقدار گرمایی که در هر ثانیه از یک ماده فلزی عبور می‌کند:

(1) با اختلاف دما بین دو انتها نسبت معکوس دارد

(2) با سطح مقطع جسم نسبت معکوس دارد

(3) بسته به نوع ماده فلزی

(4) با طول فلز نسبت معکوس دارد

عبارت صحیح برای افزایش نرخ انتقال حرارت از طریق رسانش عبارت است از…

پمباهاسان

فرمول انتقال حرارت از طریق رسانش:

مقدار گرمای جریان یافته در ثانیه (Q/t)

مستقیماً با اختلاف دما بین دو انتها متناسب است (T ₁– T ₂).

مستقیماً متناسب با سطح مقطع جسم (A) است.

نسبت مستقیم با نوع ماده فلزی دارد (k = رسانایی حرارتی)

با طول فلز (l) نسبت معکوس دارد.

عبارات صحیح ۳ و ۴ هستند.

۸. فلزات P، Q و R هم اندازه هستند. رسانایی فلزات P، Q و R به ترتیب ۴k، ۲k و k است. هر سه فلز از نظر دما در دو انتهای باز، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، به هم متصل هستند.

بحث در مورد آزمون سراسری فیزیک دبیرستان - 27 سال 2018