Foarbyld fan waarmteferfier troch gelieding

8 Foarbylden fan waarmteferfier troch gelieding

1. Ferklearje mei foarbylden de betsjutting waarmte-oerdracht troch gelieding ?
Diskusje
Waarmteferfier troch gelieding is de oerdracht fan waarmte dy't plakfynt troch botsingen tusken atomen/molekulen dy't in objekt foarmje. Beskôgje bygelyks in ferwaarme izeren stêf. It iene ein fan it izer wurdt oanrekke mei in flam en it oare ein wurdt fêsthâlden. Sels as it ein fan it izer dat fêsthâlden wurdt net yn kontakt is mei de flam, fielt it ein fan it izer dat fêsthâlden wurdt hjit oan, om't waarmte oerdroegen wurdt troch de izeren stêf. Hoe wurdt waarmte oerdroegen fan it iene ein fan it izer nei it oare?
De ferwaarme izeren punt krijt ekstra waarmte. Kalor is enerzjy dy't natuerlik beweecht fan objekten mei in hege temperatuer nei objekten mei in lege temperatuer. De tafoege enerzjy feroarsaket dat de atomen/molekulen dy't it izer foarmje fierder trilje fan har lykwichtsposysje. As se fierder trilje, botsje de atomen/molekulen mei buorjende atomen/molekulen, wêrtroch't de atomen/molekulen fierder trilje en mear enerzjy krije. Dit proses giet troch oant de waarmte de punt fan it izer berikt dat fêsthâlden wurdt.

2. Is it mooglik dat waarmte-oerdracht troch gelieding plakfynt tusken atomen/molekulen fan in floeistof?
Diskusje
Beskôgje it folgjende foarbyld. As in izeren stêf ferwaarme wurdt, beweecht waarmte fan it iene izeratoom/molekule nei it oare, dus kin sein wurde dat waarmte-oerdracht troch gelieding plakfynt tusken atomen/molekulen fan in fêste stof. Waarmte-oerdracht troch gelieding fynt net plak tusken atomen/molekulen fan in floeistof, om't waarmte-oerdracht plakfynt tusken atomen/molekulen fan in floeistof, en likegoed tusken atomen/molekulen fan in gas fynt waarmte-oerdracht plak troch konveksje.

3. Termyske geliedingsfermogen bakstien is 0,84 J/msCo en de termyske geliedingsfermogen fan wol is 0,040 J/msC^oHokker is in bettere waarmtegeleider, bakstien of wol?
Diskusje
Objekten mei in hege termyske geliedingsfermogen binne goede waarmtegelieders (goede termyske gelieders), wylst objekten mei in lege termyske geliedingsfermogen minne waarmtegelieders binne (minne termyske gelieders).
Op basis fan 'e fraach is de termyske geliedingsfermogen fan bakstien grutter as de termyske geliedingsfermogen fan wol, dus bakstien is in bettere waarmtegelieder as wol.

4. In solide silindryske stielen stang hat in lingte fan 1 meter en in dwersdoorsnede fan 0,2 fjouwerkante meter. De termyske geliedingsfermogen fan it stiel is 40 J/msC.^oAs it temperatuerferskil tusken de twa úteinen fan it stiel 10 is^oC, bepale de taryf fan waarmteoerdracht troch gelieding yn 'e stielen stêf!
Diskusje
It is bekend dat:
Stiellingte (l) = 1 m
Stielen dwerstrochsneedgebiet (A) = 0,2 m²
Termyske geliedingsfermogen fan stiel (k) = 40 J/msC^o
It temperatuerferskil tusken de twa úteinen fan it stiel (ΔT) = 10^oC
Frege: Tempo fan waarmteferfier troch gelieding (Q/t)
Antwurd:
De formule foar de taryf fan waarmteferfier troch gelieding:
Q/t = k A ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
Q/t = 80 / 1
Q/t = 80 Joules/sekonde

5. Metalen A en B hawwe deselde lingte en dwerstrochsneed. De konduktiviteitskoëffisjint fan metaal A is 1/6 kear de konduktiviteitskoëffisjint fan metaal B. Beide metalen wurde oan ien ein ferwaarme en beide ûnderfine deselde temperatuerferoaring. Dêrom is de ferhâlding fan 'e waarmte-oerdrachtsnelheden fan metaal A en metaal B...
A. 6: 1
B. 1 : 6
C. 1: 5
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Diskusje:

Dwitte :
k_A = 1/6 k_B = 1 / 6
k_B = 6 / 6 = 1
frege :
Ferliking fan 'e snelheid fan waarmteferfier troch metaal A en metaal B?
Jawab :
De formule foar de taryf fan waarmteferfier troch gelieding :
Beskriuwing: Q/t = waarmte-oerdrachtsnelheid, k = termyske geleidingsfermogen, A = dwerstrochsneedoppervlakte, T₁ = hege temperatuer, T₂ = lege temperatuer, l = objektlingte.

De lingte en it dwersdoorsnedegebiet fan 'e twa metalen binne gelyk, dus l en A wurde út 'e fergeliking helle. De temperatuerferoaring fan beide metalen is itselde, sadat (T₁ - T₂) wurdt út 'e fergeliking helle.
k_A :k_B
1/6: 6/6
1: 6
It goede antwurd is B.

6. Twa fêste stoffen P en Q dy't deselde grutte hawwe, mar ferskillende typen, binne oaninoar ferbûn lykas te sjen is yn 'e ûndersteande figuer. As de termyske geliedingskoëffisjint fan P trije kear de termyske geliedingskoëffisjint fan Q is, dan is de temperatuer op 'e grins tusken P en Q...
A. 60 ^oC
B. 50 ^oC
C. 40 ^oC
D. 20 ^oC
E. 10 ^oC

Diskusje:
It is bekend :
T_P = 0 ^oC
T_Q = 80 ^oC
k_P = 3 k_Q = 3
k_Q = 1
frege :
Temperatuer op it grinsflak P en Q?
Antwurd:

De grutte fan 'e twa objekten is itselde, dus A en l wurde út 'e fergeliking eliminearre.
It goede antwurd is D.

7. De hoemannichte waarmte dy't per sekonde troch in metaalmateriaal streamt:

(1) omgekeerd evenredich mei it temperatuerferskil tusken de twa úteinen

(2) is omgekeerd evenredich mei it dwerssnitgebiet fan it objekt

(3) ôfhinklik fan it type metaalmateriaal

(4) is omgekeerd evenredich mei de lingte fan it metaal

De juste útspraak om de taryf fan waarmteferfier troch gelieding te ferheegjen is ...

Diskusje

De formule foar waarmteferfier troch gelieding:

De hoemannichte waarmte dy't per sekonde streamt (Q/t)

Direkt evenredich mei it temperatuerferskil tusken de twa úteinen (T₁ - T₂).

Direkt evenredich mei it dwerstrochsneedgebiet fan it objekt (A).

Direkt evenredich mei it type metaalmateriaal (k = termyske geliedingsfermogen)

Omkeard evenredich mei de lingte fan it metaal (l).

De juste útspraken binne 3 en 4.

8. Metalen P, Q, en R binne allegear like grut. De geliedingsfermogen fan metalen P, Q, en R binne respektivelik 4kJ, 2kJ, en kJ. Se binne relatearre oan de temperatuer oan 'e iepen einen lykas te sjen is yn 'e folgjende figuer.

Temperatuer by de metaalferbining P mei Q (T_x) is…

Diskusje

It is bekend:

Metaalgelieding P = 4k

Metaalgelieding Q = 2k

Metaalgeliedingsfermogen R = k

Lege temperatuer oan it metalen ein P (T_P) = 20^oC

Hege temperatuer by de metalen punt R (T_R) = 160^oC

Frege: Temperatuer by de metaalferbining P mei Q (T_x)

Antwurd:

De formule foar waarmteferfier troch gelieding:

Ynformaasje:

Q/t = waarmte-oerdrachtsnelheid, k = termyske geleidingsfermogen, A = dwersdoorsnede, T₁ = begjintemperatuer, T₂ = eintemperatuer, l = lingte fan 'e stêf.

De lingte (l) en it dwerstrochsneedgebiet (A) binne gelyk, sadat se út 'e fergeliking eliminearre wurde.

Brûk dizze fergeliking om de temperatuer te berekkenjen.

Beskôgje metalen stangen P en Q.

Beskôgje de metalen stangen Q en R.

Om T te krijen_x, eliminearje T_y: