Beispill vun Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun

8 Beispiller fir Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun

1. Erkläert d'Bedeitung mat Beispiller Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun ?
Diskussioun
Hëtziwwerdroeung duerch Konduktioun ass den Iwwerdroe vun Hëtzt, deen duerch Kollisiounen tëscht Atomer/Moleküle geschitt, aus deenen en Objet besteet. Zum Beispill, betruecht eng gehëtzt Eisenstang. Een Enn vum Eisen gëtt mat enger Flam beréiert an dat anert Enn gëtt festgehalen. Och wann d'Enn vum Eisen, dat gehale gëtt, net a Kontakt mat der Flam ass, fillt sech d'Enn vum Eisen, dat gehale gëtt, waarm un, well d'Hëtzt duerch d'Eisenstang iwwerdroe gëtt. Wéi gëtt d'Hëtzt vun engem Enn vum Eisen op dat anert iwwerdroen?
Déi erhëtzt Eisenspëtz kritt zousätzlech Hëtzt. Kalor ass Energie, déi sech natierlech vun Objeten mat héijer Temperatur op Objeten mat niddreger Temperatur beweegt. Déi zousätzlech Energie bewierkt, datt d'Atomer/Moleküle, aus deenen den Eisen besteet, weider vun hirer Gläichgewiichtspositioun aus vibréieren. Wa se weider vibréieren, kollidéieren d'Atomer/Moleküle mat Nopeschatomer/Moleküle, wouduerch d'Atomer/Moleküle weider vibréieren a méi Energie kréien. Dëse Prozess geet weider, bis d'Hëtzt d'Spëtzt vum Eisen erreecht, dat gehale gëtt.

2. Ass et méiglech, datt Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun tëscht Atomer/Moleküle vun enger Flëssegkeet optrieden kann?
Diskussioun
Betruecht dëst Beispill. Wann eng Eisenstang erhëtzt gëtt, beweegt sech d'Hëtzt vun engem Eisenatom/Molekül op en anert, sou datt ee ka soen, datt et eng Hëtziwwerdroung duerch Konduktioun tëscht den Atomer/Moleküle vun engem Feststoff gëtt. Eng Hëtziwwerdroung duerch Konduktioun geschitt net tëscht den Atomer/Moleküle vun enger Flëssegkeet, well eng Hëtziwwerdroung tëscht den Atomer/Moleküle vun enger Flëssegkeet geschitt, an och tëscht den Atomer/Moleküle vun engem Gas geschitt eng Hëtziwwerdroung duerch Konvektioun.

3. Wärmeleitfäegkeet Zille ass 0,84 J/msCo an d'Wärmeleitfäegkeet vu Woll ass 0,040 J/msC^oWat ass e bessere Wärmeleiter, Zille oder Woll?
Diskussioun
Objeten mat enger héijer Wärmeleitfäegkeet si gutt Wärmeleiter (gutt Wärmeleiter), während Objeten mat enger gerénger Wärmeleitfäegkeet schlecht Wärmeleiter sinn (schlecht Wärmeleiter).
Baséierend op der Fro ass d'Wärmeleitfäegkeet vu Zillen méi grouss wéi d'Wärmeleitfäegkeet vu Woll, sou datt Zillen e bessere Wärmeleiter sinn wéi Woll.

4. Eng massiv zylindresch Staang aus Stol huet eng Längt vun 1 Meter an eng Querschnittsfläch vun 0,2 Quadratmeter. D'Wärmeleitfäegkeet vum Stol ass 40 J/msC.^oWann den Temperaturënnerscheed tëscht den zwou Enden vum Stol 10 ass^oC, bestëmmt d'Geschwindegkeet vun der Wärmeübertragung duerch Konduktivitéit an der Stolstang!
Diskussioun
Et ass bekannt, datt:
Stollängt (l) = 1 m
Stolquerschnittsfläche (A) = 0,2 m²
Wärmeleitfäegkeet vu Stol (k) = 40 J/msC^o
Den Temperaturënnerscheed tëscht den zwou Enden vum Stol (ΔT) = 10^oC
Gefrot: Wärmetransferrate duerch Konduktivitéit (Q/t)
Äntwert:
D'Formel fir d'Wärmeiwwerdroungsquote duerch Konduktioun:
Q/t = k A ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
Q/t = 80 / 1
Q/t = 80 Joule/Sekonn

5. D'Metaller A a B hunn déiselwecht Längt a Querschnittsfläch. De Konduktivitéitskoeffizient vum Metall A ass 1/6 Mol de Konduktivitéitskoeffizient vum Metall B. Béid Metaller ginn op engem Enn erhëtzt a béid erliewen déiselwecht Temperaturännerung. Dofir ass d'Verhältnes vun den Hëtziwwerdroungsraten vum Metall A a Metall B...
A. 6: 1
B. 1 : 6
C. 1:5
D. 2 : 1
E. 4 : 1
Diskussioun:

Dwëssen :
k_A = 1/6 k_B= 1 / 6
k_B = 6/6 = 1
Gefrot :
Vergläich vun der Hëtziwwerdroungsquote duerch Metall A a Metall B?
Jawab :
D'Formel fir d'Geschwindegkeet vun der Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun :
Beschreiwung: Q/t = Wärmeübertragungsquote, k = Wärmeleitfäegkeet, A = Querschnittsfläche, T₁ = héich Temperatur, T₂ = niddreg Temperatur, l = Objetlängt.

D'Längt an d'Querschnittsfläch vun deenen zwee Metaller sinn gläich, sou datt l an A aus der Equatioun eliminéiert ginn. D'Temperaturännerung vun deenen zwee Metaller ass déiselwecht, sou datt (T₁ - T₂) gëtt aus der Equatioun eliminéiert.
k_A :k an_B
1/6: 6/6
1: 6
Déi richteg Äntwert ass B.

6. Zwee Festkierper P an Q, déi déiselwecht Gréisst awer verschidden Typen hunn, sinn ugeschloss, wéi an der Figur hei ënnendrënner gewisen. Wann de Wärmeleitungskoeffizient vu P dräimol sou héich ass wéi de Wärmeleitungskoeffizient vu Q, dann ass d'Temperatur op der Grenz tëscht P a Q...
A. 60 ^oC
B. 50 ^oC
C. 40 ^oC
D. 20 ^oC
E. 10 ^oC

Diskussioun:
Et ass bekannt :
T_P = 0 ^oC
T_Q = 80 ^oC
k_P = 3k_Q= 3
k_Q = 1
Gefrot :
Temperatur op der Grenzfläch P an Q?
Äntwert:

D'Gréissten vun den zwee Objeten sinn déiselwecht, dofir ginn A an l aus der Equatioun eliminéiert.
Déi richteg Äntwert ass D.

7. D'Quantitéit un Hëtzt, déi pro Sekonn duerch e Metallmaterial fléisst:

(1) ëmgekéiert proportional zum Temperaturënnerscheed tëscht den zwou Enden

(2) ass ëmgekéiert proportional zu der Querschnittsfläch vum Objet

(3) ofhängeg vun der Aart vum Metallmaterial

(4) ass ëmgekéiert proportional zu der Längt vum Metall

Déi richteg Ausso fir d'Erhéijung vun der Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun ass ...

Diskussioun

D'Formel fir d'Hëtztiwwerdroung duerch Konduktioun:

D'Quantitéit un Hëtzt déi pro Sekonn fléisst (Q/t)

Direkt proportional zum Temperaturënnerscheed tëscht den zwou Enden (T1 _–T2 ₎.

Direkt proportional zu der Querschnittsfläche vum Objet (A).

Direkt proportional zum Typ vum Metallmaterial (k = Wärmeleitfäegkeet)

Ëmgekéiert proportional zu der Längt vum Metall (l).

Déi richteg Aussoen sinn 3 an 4.

8. D'Metaller P, Q an R hunn déiselwecht Gréisst. D'Konduktivitéit vun de Metaller P, Q an R ass 4k, 2k respektiv k. All dräi sinn duerch Temperatur un den oppene Enden verbonnen, wéi an der folgender Figur gewisen.

Diskussioun iwwer den nationalen Examen fir Physik am Lycée 2018 - 27.