ವಹನ, ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸೇರಿದಂತೆ ಮೂರು ವಿಧದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಅಥವಾ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಇದೆ .
ವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬಂದಾಗ, ಶಕ್ತಿಯು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯು ವಸ್ತುವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳು ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅವು ಚಲಿಸುವಾಗ, ಅಣುಗಳು ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ (EK = ½ mv 2 ). ವೇಗವಾಗಿ ಚಲಿಸುವ ಅಣುಗಳು (ಹೆಚ್ಚಿನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ) ಅವುಗಳ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ. ನಂತರ ಈ ಅಣುಗಳು ಅವುಗಳ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಅಣುಗಳೊಂದಿಗೆ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ. ಮತ್ತು ಹೀಗೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಅಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಡಿಕ್ಕಿ ಹೊಡೆಯುತ್ತವೆ, ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಘರ್ಷಣೆಯ ಮೂಲಕ ಸಂಭವಿಸುವ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ವಹನ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಹನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಘನವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಂದ ದ್ರವಗಳಿಗೆ (ದ್ರವಗಳಿಂದ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಗೆ) ಅಥವಾ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಅನಿಲಗಳಿಗೆ (ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಘನವಸ್ತುಗಳಿಗೆ) ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.
ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ಸಂವಹನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರವಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. ನೀರು) ಮತ್ತು ಅನಿಲಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. ಗಾಳಿ) ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂವಹನವು ವಸ್ತುವಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಅದರ ಚಲನೆಯೊಂದಿಗೆ ಶಾಖದ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ವಸ್ತುವಿನ ಪರಿಮಾಣವು ಬದಲಾದಂತೆ ಅದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದರಿಂದ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಿಮಾಣವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿಕಿರಣದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ. ವಿಕಿರಣವು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಅಲೆಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ವಿಕಿರಣದ ಉದಾಹರಣೆಗಳಲ್ಲಿ ನೀವು ಒಲೆಯ ಬಳಿ ಇರುವಾಗ ನಿಮ್ಮ ದೇಹವು ಅನುಭವಿಸುವ ಉಷ್ಣತೆ ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ವಿಕಿರಣ ಸೇರಿವೆ. ಸೂರ್ಯನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾನೆ (ಸುಮಾರು 6000 ಕೆಲ್ವಿನ್), ಆದರೆ ಭೂಮಿಯು ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸೂರ್ಯ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ನಡುವಿನ ಈ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸೂರ್ಯನಿಂದ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ) ಭೂಮಿಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ಶಾಖವನ್ನು ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೂರ್ಯನಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ವಿಕಿರಣವು ವಹನ ಮತ್ತು ಸಂವಹನದಂತಹ ಮಾಧ್ಯಮದ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಶಾಖವು ಭೂಮಿಯನ್ನು ತಲುಪುವುದಿಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ನಿರ್ವಾತದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.
ಸಮಸ್ಯೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆ
1. 2015/2016 SMA/MA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಂಖ್ಯೆ 19
ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದ, ಆದರೆ ವಿಭಿನ್ನ ಲೋಹಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಲೋಹ I ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಲೋಹ II ರ ವಾಹಕತೆಯ 4 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ, ಎರಡು ಲೋಹಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನವು...
A. 45oC
ಬಿ. 40 ಒ ಸಿ
ಸಿ. 35 ಓ ಸಿ
ಡಿ. 30 ಓ ಸಿ
ಇ. 25 o ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಲೋಹ I ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ = 4k
ಲೋಹ II = k ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ
ಲೋಹದ ಅಂಚಿನ ತಾಪಮಾನ I = 50 o C
ಲೋಹದ ಅಂಚಿನ ತಾಪಮಾನ II = 0 o C
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಎರಡು ಲೋಹಗಳ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ 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
ಎರಡೂ ಲೋಹಗಳು ಒಂದೇ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ A ಮತ್ತು l ಗಳನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗಿದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.
2. 2015/2016 SMA/MA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಂಖ್ಯೆ 19
ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಒಂದು ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ A ಮತ್ತು B ಲೋಹದ ಸರಳುಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಎರಡೂ ರಾಡ್ಗಳ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ A ಯ ಉದ್ದವು B ಯ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಉದ್ದವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು A ಯ ಉಷ್ಣ ವಹನ ಗುಣಾಂಕವು B ಯ 3 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. A ಮತ್ತು B ಯ ಮುಕ್ತ ತುದಿಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಮಾಣದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟರೆ, ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾದ ತಾಪಮಾನವು...
A. 60oC
ಬಿ. 64 ಒ ಸಿ
ಸಿ. 70 ಓ ಸಿ
ಡಿ. 76 ಓ ಸಿ
ಇ. 78 o ಸಿ
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ರಾಡ್ A = 3k ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ
ರಾಡ್ B = k ನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ
ರಾಡ್ A ನ ಉದ್ದ = 2l
ರಾಡ್ B ನ ಉದ್ದ = l
ರಾಡ್ A ನ ಅಂಚಿನ ಉಷ್ಣತೆ = 100 o C
ರಾಡ್ B ನ ಅಂಚಿನ ಉಷ್ಣತೆ = 40 o C
ಕೇಳಿದಾಗ: ಎರಡು ರಾಡ್ಗಳ ಸಂಧಿಯಲ್ಲಿನ 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
ಎರಡೂ ರಾಡ್ಗಳು ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ A ಅನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.
3. 2014/2015 SMA/MA ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಶ್ನೆ ಸಂಖ್ಯೆ 14
ಈ ಕೆಳಗಿನ ಹೇಳಿಕೆಗೆ ಗಮನ ಕೊಡಿ:
(1) ಲೋಹದ ವಾಹಕತೆ
(2) ಲೋಹದ ತುದಿಗಳ ನಡುವಿನ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ
(3) ಲೋಹದ ಉದ್ದ
(4) ಲೋಹದ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ
ಲೋಹದಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಪ್ರಸರಣದ ದರವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಅಂಶಗಳು ....
ಎ. (1), (2), ಮತ್ತು (3)
ಬಿ. (1) ಮತ್ತು (4)
ಸಿ. (2) ಮತ್ತು (4)
ಡಿ. (3) ಮತ್ತು (4)
E. (4) ಮಾತ್ರ
ಚರ್ಚೆ
ಲೋಹದಲ್ಲಿ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ದರದ ಸೂತ್ರವು:
ವಿವರಣೆ: Q/t = ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರ, k = ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ, T 1 -T 2 = ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, l = ರಾಡ್ನ ಉದ್ದ
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.
