Жылу өткізгіштік арқылы жылу берудің мысалы

Жылу өткізгіштік арқылы жылу берудің 8 мысалы

1. Мысалдарды қолдана отырып, мағынасын түсіндіріңіз жылу өткізгіштік арқылы жылу беру ?
Талқылау
Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру - бұл затты құрайтын атомдар/молекулалар арасындағы соқтығысулар арқылы жүретін жылу беру. Мысалы, қыздырылған темір шыбықты қарастырайық. Темірдің бір ұшы жалынға тиіп, екінші ұшы ұсталады. Ұсталып тұрған темірдің ұшы жалынмен жанаспаса да, жылу темір шыбық арқылы берілетіндіктен, ұсталып тұрған темірдің ұшы ыстық болып сезіледі. Жылу темірдің бір ұшынан екінші ұшына қалай өтеді?
Қыздырылған темір ұшы қосымша қызуды алады. Калориялар - бұл жоғары температурасы бар заттардан төмен температурасы бар заттарға табиғи түрде ауысатын энергия. Қосылған энергия темірді құрайтын атомдардың/молекулалардың тепе-теңдік күйінен ары қарай дірілдеуіне әкеледі. Олар әрі қарай дірілдеген сайын атомдар/молекулалар көршілес атомдар/молекулалармен соқтығысады, бұл атомдардың/молекулалардың әрі қарай дірілдеуіне және көбірек энергия алуына әкеледі. Бұл процесс жылу ұсталып тұрған темірдің ұшына жеткенше жалғасады.

2. Сұйықтықтың атомдары/молекулалары арасында жылу өткізгіштік арқылы жылу алмасу мүмкін бе?
Талқылау
Келесі мысалды қарастырайық. Темір шыбық қыздырылған кезде жылу бір темір атомынан/молекуласынан екіншісіне ауысады, сондықтан жылу өткізгіштік арқылы берілуі қатты дененің атомдары/молекулалары арасында жүреді деп айтуға болады. Сұйықтықтың атомдары/молекулалары арасында жылу өткізгіштік арқылы берілуі болмайды, себебі жылу алмасу сұйықтықтың атомдары/молекулалары арасында жүреді, сол сияқты газдың атомдары/молекулалары арасында жылу алмасу конвекция арқылы жүреді.

3. Жылу өткізгіштігі кірпіштің жылу өткізгіштігі 0,84 Дж/мсКол, ал жүннің жылу өткізгіштігі 0,040 Дж/мсКл^oҚайсысы жақсы жылу өткізгіш, кірпіш немесе жүн?
Талқылау
Жылу өткізгіштігі жоғары заттар жылуды жақсы өткізеді (жақсы жылу өткізгіштер), ал жылу өткізгіштігі төмен заттар жылуды нашар өткізеді (нашар жылу өткізгіштер).
Сұраққа сүйене отырып, кірпіштің жылу өткізгіштігі жүннің жылу өткізгіштігінен жоғары, сондықтан кірпіш жүнге қарағанда жылуды жақсы өткізеді.

4. Тұтас цилиндрлік болат шыбықтың ұзындығы 1 метр, ал көлденең қимасының ауданы 0,2 шаршы метр. Болаттың жылу өткізгіштігі 40 Дж/мСл.^oЕгер болаттың екі ұшының арасындағы температура айырмашылығы 10 болса^oC, болат сырықтағы жылу өткізгіштік арқылы жылу беру жылдамдығын анықтаңыз!
Талқылау
Белгілі болғандай:
Болаттың ұзындығы (л) = 1 м
Болаттың көлденең қимасының ауданы (A) = 0,2 м²
Болаттың жылу өткізгіштігі (k) = 40 Дж/мСл^o
Болаттың екі ұшының арасындағы температура айырмашылығы (ΔT) = 10^oC
Сұрақ қойылды: Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру жылдамдығы (Q/t)
Жауап:
Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру жылдамдығының формуласы:
Q/t = k A ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
Q/t = 80 / 1
Q/t = 80 Джоуль/секунд

5. А және В металдарының ұзындығы мен көлденең қимасының ауданы бірдей. А металының өткізгіштік коэффициенті В металының өткізгіштік коэффициентінің 1/6 есесіне тең. Екі металл да бір жағынан қызады және екеуі де бірдей температура өзгерісін сезінеді. Сондықтан А металы мен В металының жылу беру жылдамдықтарының қатынасы...
A. 6: 1
B. 1: 6
C. 1: 5
D. 2: 1
E. 4: 1
Талқылау:

Dбілу :
k_A = 1/6 мың_B = 1 / 6
k_B = 6/6 = 1
Сұралған :
А және В металдары арқылы жылу беру жылдамдығын салыстырыңыз?
Джаваб :
Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру жылдамдығының формуласы :
Сипаттамасы: Q/t = жылу беру жылдамдығы, k = жылу өткізгіштік, A = көлденең қима ауданы, T₁ = жоғары температура, T₂ = төмен температура, l = нысан ұзындығы.

Екі металдың ұзындығы мен көлденең қимасының ауданы тең, сондықтан l және A теңдеуден алынып тасталады. Екі металдың температурасының өзгеруі бірдей, сондықтан (T₁ - Т₂) теңдеуден алынып тасталады.
k_A : к_B
1/6 : 6/6
1: 6
Дұрыс жауап - B.

6. Төмендегі суретте көрсетілгендей, өлшемдері бірдей, бірақ түрлері әртүрлі екі P және Q қатты денелері бекітілген. Егер P жылу өткізгіштік коэффициенті Q жылу өткізгіштік коэффициентінен үш есе көп болса, онда P мен Q шекарасындағы температура...
A. 60 ^oC
B. 50 ^oC
C. 40 ^oC
D. 20 ^oC
E. 10 ж ^oC

Талқылау:
Ол белгілі :
T_P = 0 ^oC
T_Q = 80 ^oC
k_P = 3 мың_Q = 3
k_Q = 1
Сұралған :
P және Q шекаралық жазықтығындағы температура?
Жауап:

Екі нысанның өлшемдері бірдей, сондықтан A және l теңдеуден алынып тасталады.
Дұрыс жауап - D.

7. Металл материал арқылы секундына өтетін жылу мөлшері:

(1) екі ұшының температура айырмашылығына кері пропорционал

(2) объектінің көлденең қимасының ауданына кері пропорционал

(3) металл материалының түріне байланысты

(4) металл ұзындығына кері пропорционал

Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру жылдамдығын арттырудың дұрыс тұжырымы...

Талқылау

Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру формуласы:

Секундына ағатын жылу мөлшері (Q/t)

Екі ұшының арасындағы температура айырмашылығына тура пропорционал (T1 _– T2 ₎.

Нысанның көлденең қимасының ауданына тура пропорционал (A).

Металл материалының түріне тура пропорционалды (k = жылу өткізгіштік)

Металлдың ұзындығына (l) кері пропорционал.

Дұрыс тұжырымдар 3 және 4.

8. P, Q және R металдарының өлшемдері бірдей. P, Q және R металдарының өткізгіштігі сәйкесінше 4k, 2k және k. Үшеуі де келесі суретте көрсетілгендей ашық ұштарындағы температура арқылы байланысқан.

P металл түйіспесіндегі Q (T _x ) температура...

Талқылау

Белгілі:

Металл өткізгіштігі P = 4k

Металл өткізгіштігі Q = 2k

Металл өткізгіштігі R = k

Металл ұшындағы төмен температура P (TP ₎ = 20 ^o C

Металл ұшындағы жоғары температура R (T _R ) = 160 ^o C

Қажетті: P металл түйіспесіндегі Q (T _x ) температура

Жауап:

Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру формуласы:

Ақпарат :

Q/t = жылу беру жылдамдығы, k = жылу өткізгіштік, A = көлденең қима ауданы, T ₁ = бастапқы температура, T ₂ = соңғы температура, l = өзектің ұзындығы.

Ұзындығы (l) және көлденең қимасының ауданы (A) тең, сондықтан олар теңдеуден алынып тасталады.

Температураны есептеу үшін осы теңдеуді қолданыңыз.

P және Q металл шыбықтарын қарастырайық.

Q және R металл шыбықтарын қарастырайық.

_{T x} алу үшін , Ty алып _{тастаңыз} :