열 전달 관련 문제 예시

열전달 관련 문제 5가지 예시

1. 크기는 같지만 재질이 다른 두 막대 P와 Q가 아래 그림과 같이 붙어 있다. 만약 막대 P의 열전도 계수가 막대 Q의 열전도 계수의 두 배라면, 막대 P와 Q의 경계면에서의 온도는 얼마인가?

600 ^oC 열전달 예시 문제 1

B. 200 ^o C

섭씨 100 ^도

D. 90 ^도

섭씨 60 ^도

논의

알려진 바에 따르면:

두 막대 P와 Q는 크기가 같습니다.

열전도 계수 P는 열전도 계수 Q의 두 배입니다.

막대 P 끝의 온도는 90 ^° 이고 , 막대 Q 끝의 온도는 0 ^° 이며 , 막대 P와 Q 사이의 온도는 T입니다.

질문: 경계면 P와 Q에서의 온도

답변 :

전도에 의한 열 전달 속도 공식 :

설명: Q/t = 열 전달률, k = 열전도율, A = 단면적, T ₁ = 고온, T ₂ = 저온, l = 물체의 길이.

열전달 예시 문제 3

두 막대 P와 Q는 크기가 같으므로 표면적(A)과 길이(l)는 방정식에서 사라집니다. 따라서 위의 방정식은 다음과 같이 바뀝니다.

열전도 계수 P는 열전도 계수 Q의 두 배입니다. 따라서 위 방정식은 다음과 같이 바뀝니다.

막대 P 끝의 온도는 90 ^° , 막대 Q 끝의 온도는 0 ^° , 막대 P와 Q 사이의 온도는 T입니다. 위의 방정식은 다음과 같이 바뀝니다.

경계면 P와 Q에서의 온도는 60 ^° C 입니다.

정답은 E입니다.

2. 막대 A와 B는 단면적과 길이가 같습니다. 막대 A의 열전도율이 막대 B의 열전도율의 1/4배일 때, 두 막대의 한쪽 끝을 가열하면 두 막대 모두 동일한 온도 변화를 겪습니다. 이때 막대 A와 막대 B의 열전달률의 비는 얼마입니까?

A. 1 : 4

B. 1 : 2

C. 1 : 1

D. 2 : 1

E. 4 : 1

논의

알려진 바에 따르면:

막대 A의 단면적(A) = 막대 B의 단면적(A)

막대 A의 길이(l) = 막대 B의 길이(l)

막대 A의 전도 계수(k)는 막대 B의 전도 계수의 1/4배(1/4k)입니다.

막대 A의 온도 변화(ΔT) = 막대 B의 온도 변화(ΔT)

요구 사항: 막대 A와 막대 B의 열 전달 속도 비교

답변 :

전도에 의한 열 전달 속도 공식:

설명: Q/t = 열 전달률, k = 열전도율, A = 단면적, T2 ₌ 고온, T1 ₌ 저온, l = 물체의 길이.

열전달 예시 문제 5

단면적도 같고, 막대의 길이도 같고, 온도 변화도 같습니다.

정답은 E입니다.

3. 크기가 같은 두 금속 막대 A와 B는 각각 2k와 k의 전도 계수를 가지고 있다.

열전달 예시 문제 6

두 부분은 서로 연결되어 있으며, 자유단은 그림과 같이 온도에 노출됩니다.

금속 접합부 A와 B의 온도(T)는...

A. 80 ^도

B. 100 ^o C

섭씨 120 ^도

D. 150 ^도

섭씨 160 ^도

논의

알려진 바에 따르면:

두 금속 막대 A와 B는 크기가 같습니다.

금속 A의 전도 계수는 2k입니다.

금속 전도 계수 B = k

금속 끝 A의 온도 = 210 ^° C

금속 끝 B의 온도 = 30 ^° C

구하는 값: 금속 접합부 A와 B의 온도(T)

답변 :

전도에 의한 열 전달 속도 공식 :

열전달 예시 문제 8

_{설명: Q/t = 열 전달률, k} = 열전도율, A = 표면적, T1 _-T2 = 온도 변화, l = 막대의 길이

열전달 예시 문제 9

두 금속 막대 A와 B는 크기가 같으므로 막대의 표면적(A)과 길이(l)는 방정식에서 제외됩니다.

열전달 예시 문제 10

정답은 D입니다.

4. 아래 그림과 같이 길이가 같고 단면적이 같은 두 개의 도체 막대가 연결되어 있습니다. 두 번째 도체 막대의 열전도 계수는 첫 번째 막대의 열전도 계수의 2배입니다. 첫 번째 막대를 가열하여 T₁ = 100°C, T₂ = 25°C로 만들면 _연결부 의 ^온도 ( _T ) ^는 얼마입니까?

30 ^oC 열전달 예시 문제 11