ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ 5 ಉದಾಹರಣೆಗಳು
1. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದ ಆದರೆ ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಲೋಹಗಳ ಎರಡು ರಾಡ್‌ಗಳು P ಮತ್ತು Q ಅನ್ನು ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. P ನ ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕವು Q ನ ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, P ಮತ್ತು Q ನ ಗಡಿಯಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನವು ...
A. 600 oC
ಬಿ. 200 o ಸಿ
ಸಿ. 100 ಓ ಸಿ
ಡಿ. 90 ಓ ಸಿ
ಇ. 60 ಓ ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಎರಡು ರಾಡ್‌ಗಳು P ಮತ್ತು Q ಒಂದೇ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ P ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ Q ಯ ಎರಡರಷ್ಟು.
P ರಾಡ್‌ನ ಅಂತ್ಯದ ಉಷ್ಣತೆ 90 o , Q ರಾಡ್‌ನ ಅಂತ್ಯದ ಉಷ್ಣತೆ 0 o ಮತ್ತು P ಮತ್ತು Q ರಾಡ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣತೆ T.
ಪ್ರಶ್ನೆ: ಗಡಿ ಸಮತಲ P ಮತ್ತು Q ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ
ಉತ್ತರ :
ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರದ ಸೂತ್ರ :
ವಿವರಣೆ: Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ, T 1 = ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ, T 2 = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ, l = ವಸ್ತುವಿನ ಉದ್ದ.
ಎರಡು ರಾಡ್‌ಗಳು P ಮತ್ತು Q ಒಂದೇ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (A) ಮತ್ತು ಉದ್ದ (l) ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವು ಇದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:
ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ P ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ Q ಯ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವು ಇದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:
ರಾಡ್ P ನ ತುದಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 90 o ಆಗಿದ್ದು , ರಾಡ್ Q ನ ತುದಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 0 o ಆಗಿದ್ದು , ರಾಡ್ P ಮತ್ತು Q ರ ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣತೆಯು T ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವು ಇದಕ್ಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:
ಗಡಿ ಸಮತಲ P ಮತ್ತು Q ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ 60 o C ಆಗಿದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ E.
2. ರಾಡ್ A ಮತ್ತು B ಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ ಮತ್ತು ಉದ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ರಾಡ್ A ಯ ವಹನ ಗುಣಾಂಕವು ರಾಡ್ B ಯ ವಹನ ಗುಣಾಂಕಕ್ಕಿಂತ 1/4 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಎರಡನ್ನೂ ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡೂ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಅದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ರಾಡ್ A ಮತ್ತು ರಾಡ್ B ಯ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರದ ಅನುಪಾತವು …..
ಎ. 1:4
ಬಿ. 1:2
ಸಿ. 1 : 1
ಡಿ. 2: 1
ಉ. 4 : 1
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ರಾಡ್ A (A) ನ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ = ರಾಡ್ B (A) ನ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ
ರಾಡ್ A (l) ನ ಉದ್ದ = ರಾಡ್ B (l) ನ ಉದ್ದ
ರಾಡ್ A (k) ನ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ = ರಾಡ್ B ನ ವಹನ ಗುಣಾಂಕದ 1/4 ಪಟ್ಟು (1/4 k)
ಬಾರ್ A (ΔT) ನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆ = ಬಾರ್ B (ΔT) ನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆ
ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: ರಾಡ್ A ಮತ್ತು ರಾಡ್ B ಯ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ವೇಗಗಳ ಹೋಲಿಕೆ.
ಉತ್ತರ :
ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರದ ಸೂತ್ರ:
ವಿವರಣೆ: Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ, T 2 = ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ, T 1 = ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ, l = ವಸ್ತುವಿನ ಉದ್ದ.
ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ರಾಡ್‌ನ ಉದ್ದವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ E.
3. ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದ ಎರಡು ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು A ಮತ್ತು B ಕ್ರಮವಾಗಿ 2k ಮತ್ತು k ವಹನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಎರಡೂ ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿವೆ ಮತ್ತು ಮುಕ್ತ ತುದಿಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
A ಮತ್ತು B ಲೋಹದ ಜಂಟಿಯಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನ (T) ...
ಎ. 80 ಓ ಸಿ
ಬಿ. 100 o ಸಿ
ಸಿ. 120 ಓ ಸಿ
ಡಿ. 150 ಓ ಸಿ
ಇ. 160 ಓ ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
A ಮತ್ತು B ಎಂಬ ಎರಡು ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದವು.
ಲೋಹದ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ A = 2k
ಲೋಹದ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ B = k
ಲೋಹದ ತುದಿಯ ತಾಪಮಾನ A = 210 o C
ಲೋಹದ ತುದಿಯ ತಾಪಮಾನ B = 30 o C
ಬೇಕಾಗಿರುವುದು: A ಮತ್ತು B ಲೋಹದ ಕೀಲುಗಳಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ (T)
ಉತ್ತರ :
ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರದ ಸೂತ್ರ :
ವಿವರಣೆ: Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ, T 1 -T 2 = ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, l = ರಾಡ್‌ನ ಉದ್ದ
A ಮತ್ತು B ಎಂಬ ಎರಡು ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಸರಳುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (A) ಮತ್ತು ಉದ್ದ (l) ಗಳನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.
4. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಒಂದೇ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಎರಡು ವಾಹಕ ರಾಡ್‌ಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎರಡನೇ ವಾಹಕ ರಾಡ್‌ನ ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ = ಮೊದಲ ರಾಡ್‌ನ ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕದ 2 ಪಟ್ಟು. ಮೊದಲ ರಾಡ್ ಅನ್ನು T 1 = 100 o C ಮತ್ತು T 2 = 25 o C ನಂತೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದರೆ, ಜಂಟಿ (T) ನಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನವು ...
A. 30 oC
ಬಿ. 35 o ಸಿ
ಸಿ. 40 ಓ ಸಿ
ಡಿ. 45 ಓ ಸಿ
ಇ. 50 ಓ ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
A ಮತ್ತು B ಎಂಬ ಎರಡು ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದವು.
ರಾಡ್ I = k ನ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ
ರಾಡ್ II ರ ವಹನ ಗುಣಾಂಕ = 2k
ರಾಡ್‌ನ ತುದಿಯ ಉಷ್ಣತೆ I = 100 o C
ರಾಡ್ ತುದಿಯ ತಾಪಮಾನ II = 25 o C
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ರಾಡ್ I ಮತ್ತು II ರ ಕೀಲುಗಳಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನ
ಉತ್ತರ :
ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರದ ಸೂತ್ರ:
ವಿವರಣೆ: Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ, T 1 -T 2 = ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, l = ರಾಡ್‌ನ ಉದ್ದ
ಗಡಿ ಸಮತಲ P ಮತ್ತು Q ನಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನ:
A ಮತ್ತು B ಎಂಬ ಎರಡು ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ, ಸರಳುಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (A) ಮತ್ತು ಉದ್ದ (l) ಗಳನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.
5. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಒಂದೇ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ಛೇದದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆದರೆ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಉದ್ದವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಲೋಹದ ರಾಡ್‌ಗಳು A, B ಮತ್ತು C ಗಳನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆ 4 ಕೆA = 2 ಕೆB = ಕೆC ಮತ್ತು ಟಿ1 = 100oಸಿ ಮತ್ತು ಟಿ4 = 20oC ನಂತರ ತಾಪಮಾನ T2 ಮತ್ತು ಟಿ3 ಆಗಿದೆ…
ಎ. ಟಿ 2 = 54,26 ಒ ಸಿ, ಟಿ 3 = 31,4 ಒ ಸಿ
ಬಿ. ಟಿ 2 = 31,4 ಒ ಸಿ, ಟಿ 3 = 54,26 ಒ ಸಿ
ಸಿ. ಟಿ 2 = 32,4 ಒ ಸಿ, ಟಿ 3 = 54,26 ಒ ಸಿ
ಡಿ. ಟಿ 2 = 56,26 ಒ ಸಿ, ಟಿ 3 = 31,4 ಒ ಸಿ
ಇ. ಟಿ 2 = 54,26 ಒ ಸಿ, ಟಿ 3 = 30,4 ಒ ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಟಿ 1 = 100 ಒ ಸಿ
ಟಿ 4 = 20 ಒ ಸಿ
4 ಕೆ ಎ = 2 ಕೆ ಬಿ = ಕೆ ಸಿ
k C = 4, k B = 2, k A = 1 ಆಗಿದ್ದರೆ
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಟಿ 2 ಮತ್ತು ಟಿ 3
ಉತ್ತರ :
ವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸೂತ್ರ:
ಮಾಹಿತಿ :
Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ, T 1 = ಆರಂಭಿಕ ತಾಪಮಾನ, T 2 = ಅಂತಿಮ ತಾಪಮಾನ, l = ರಾಡ್‌ನ ಉದ್ದ.
ಉದ್ದ (l) ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ಛೇದದ ಪ್ರದೇಶ (A) ಸಮಾನವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಈ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿ.
ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು A ಮತ್ತು B ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳು ಬಿ ಮತ್ತು ಸಿ ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ.
ಸಮೀಕರಣ 1 ಮತ್ತು ಸಮೀಕರಣ 2 ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಿ:
ಸಮೀಕರಣ 1 ಬಳಸಿ T 2 ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ:
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.
ಪ್ರಶ್ನೆ ಮೂಲ:
ಹಿರಿಯ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆ/ವೃತ್ತಿಪರ ಪ್ರೌಢಶಾಲೆಗಳಿಗೆ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು
