Eżempju ta' trasferiment tas-sħana permezz ta' konduzzjoni

8 Eżempji ta' trasferiment tas-sħana permezz ta' konduzzjoni

1. Spjega bl-użu ta' eżempji, it-tifsira trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni ?
Diskussjoni
It-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni huwa t-trasferiment tas-sħana li jseħħ permezz ta' ħabtiet bejn atomi/molekuli li jiffurmaw oġġett. Pereżempju, ikkunsidra virga tal-ħadid imsaħħna. Tarf wieħed tal-ħadid jintmess ma' fjamma u t-tarf l-ieħor jinżamm. Anke jekk it-tarf tal-ħadid li qed jinżamm ma jkunx f'kuntatt mal-fjamma, minħabba li s-sħana tiġi trasferita permezz tal-virga tal-ħadid, it-tarf tal-ħadid li qed jinżamm iħoss sħun. Kif tittrasferixxi s-sħana minn tarf għall-ieħor tal-ħadid?
Il-ponta tal-ħadid imsaħħna tirċievi sħana addizzjonali. Kaloriji hija enerġija li tiċċaqlaq b'mod naturali minn oġġetti b'temperatura għolja għal oġġetti b'temperatura baxxa. L-enerġija miżjuda tikkawża li l-atomi/molekuli li jiffurmaw il-ħadid jivvibraw aktar mill-pożizzjoni ta' ekwilibriju tagħhom. Hekk kif jivvibraw aktar, l-atomi/molekuli jaħbtu ma' atomi/molekuli ġirien, u b'hekk l-atomi/molekuli jivvibraw aktar u jiksbu enerġija akbar. Dan il-proċess ikompli sakemm is-sħana tilħaq il-ponta tal-ħadid li jkun qed jinżamm.

2. Huwa possibbli li jseħħ trasferiment tas-sħana permezz ta' konduzzjoni bejn l-atomi/molekuli ta' likwidu?
Diskussjoni
Ikkunsidra l-eżempju li ġej. Meta virga tal-ħadid tissaħħan, is-sħana tiċċaqlaq minn atomu/molekula tal-ħadid għal oħra, għalhekk jista' jingħad li t-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni jseħħ bejn l-atomi/molekuli ta' solidu. It-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni ma jseħħx bejn l-atomi/molekuli ta' likwidu għaliex it-trasferiment tas-sħana jseħħ bejn l-atomi/molekuli ta' likwidu, u bl-istess mod bejn l-atomi/molekuli ta' gass, it-trasferiment tas-sħana jseħħ permezz tal-konvezzjoni.

3. Konduttività termali il-briks huwa 0,84 J/msCo u l-konduttività termali tas-suf hija 0,040 J/msC^oLiema huwa konduttur tas-sħana aħjar, il-briks jew is-suf?
Diskussjoni
Oġġetti li għandhom konduttività termali għolja huma kondutturi tajbin tas-sħana (kondutturi termali tajbin), filwaqt li oġġetti li għandhom konduttività termali baxxa huma kondutturi ħżiena tas-sħana (kondutturi termali ħżiena).
Abbażi tal-mistoqsija, il-konduttività termali tal-briks hija akbar mill-konduttività termali tas-suf, għalhekk il-briks huwa konduttur tas-sħana aħjar mis-suf.

4. Virga tal-azzar ċilindrika solida għandha tul ta' metru u erja trasversali ta' 0,2 metri kwadri. Il-konduttività termali tal-azzar hija 40 J/msC.^oJekk id-differenza fit-temperatura bejn iż-żewġt itruf tal-azzar hija ta' 10^oC, iddetermina r-rata tat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni fil-virga tal-azzar!
Diskussjoni
Huwa magħruf li:
Tul tal-azzar (l) = 1 m
Żona trasversali tal-azzar (A) = 0,2 m²
Konduttività termali tal-azzar (k) = 40 J/msC^o
Id-differenza fit-temperatura bejn iż-żewġt itruf tal-azzar (ΔT) = 10^oC
Mistoqsi: Rata ta' trasferiment tas-sħana permezz ta' konduzzjoni (Q/t)
Tweġiba:
Il-formula għar-rata tat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni:
Q/t = kA ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
Q/t = 80 / 1
Q/t = 80 Joules/sekonda

5. Il-metalli A u B għandhom l-istess tul u erja tas-sezzjoni trasversali. Il-koeffiċjent tal-konduttività tal-metall A huwa 1/6 darba l-koeffiċjent tal-konduttività tal-metall B. Iż-żewġ metalli jissaħħnu f'tarf wieħed u t-tnejn jesperjenzaw l-istess bidla fit-temperatura. Għalhekk, il-proporzjon tar-rati tat-trasferiment tas-sħana tal-metall A u l-metall B huwa...
A. 6: 1
B. 1: 6
Ċ. 1: 5
D. 2: 1
E. 4:1
Diskussjoni:

Dnaf :
k_A = 1/6 k_B = 1 / 6
k_B = 6 / 6 = 1
Mistoqsi :
Paragun tar-rata tat-trasferiment tas-sħana permezz tal-metall A u l-metall B?
Jawab :
Il-formula għar-rata tat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni :
Deskrizzjoni: Q/t = rata ta' trasferiment tas-sħana, k = konduttività termali, A = erja trasversali, T₁ = temperatura għolja, T₂ = temperatura baxxa, l = tul tal-oġġett.

It-tul u l-erja tas-sezzjoni trasversali taż-żewġ metalli huma ugwali u għalhekk l u A huma eliminati mill-ekwazzjoni. Il-bidla fit-temperatura taż-żewġ metalli hija l-istess u għalhekk (T₁ - T₂) hija eliminata mill-ekwazzjoni.
k_A :k_B
1/6 : 6/6
1: 6
It-tweġiba korretta hija B.

6. Żewġ solidi P u Q li għandhom l-istess daqs iżda tipi differenti huma mwaħħlin kif muri fil-figura t'hawn taħt. Jekk il-koeffiċjent tal-konduzzjoni termali ta' P huwa tliet darbiet il-koeffiċjent tal-konduzzjoni termali ta' Q, allura t-temperatura fil-konfini bejn P u Q hija...
A. 60 ^oC
B. 50 ^oC
C. 40 ^oC
D. 20 ^oC
E. 10 ^oC

Diskussjoni:
Huwa magħruf :
T_P = 0 ^oC
T_Q = 80 ^oC
k_P = 3 k_Q = 3
k_Q = 1
Mistoqsi :
Temperatura fil-pjan tal-konfini P u Q?
Tweġiba:

Id-daqsijiet taż-żewġ oġġetti huma l-istess għalhekk A u l huma eliminati mill-ekwazzjoni.
It-tweġiba korretta hija D.

7. L-ammont ta' sħana li tgħaddi kull sekonda minn ġo materjal tal-metall:

(1) inversament proporzjonali għad-differenza fit-temperatura bejn iż-żewġt itruf

(2) hija inversament proporzjonali għall-erja trasversali tal-oġġett

(3) skont it-tip ta' materjal tal-metall

(4) huwa inversament proporzjonali għat-tul tal-metall

Id-dikjarazzjoni korretta biex tiżdied ir-rata tat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni hija…

Diskussjoni

Il-formula għat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni:

L-ammont ta' sħana li tiċċirkola kull sekonda (Q/t)

Direttament proporzjonali għad-differenza fit-temperatura bejn iż-żewġt itruf (T₁ - T₂).

Direttament proporzjonali għall-erja trasversali tal-oġġett (A).

Direttament proporzjonali għat-tip ta' materjal tal-metall (k = konduttività termali)

Inversament proporzjonali għat-tul tal-metall (l).

Id-dikjarazzjonijiet korretti huma 3 u 4.

8. Il-metalli P, Q, u R huma kollha tal-istess daqs. Il-konduttivitajiet tal-metalli P, Q, u R huma 4kJ, 2kJ, u kJ, rispettivament. Huma relatati mat-temperatura fit-truf miftuħa kif muri fil-figura li ġejja.

Temperatura fil-ġonta tal-metall P ma' Q (T_x) huwa…

Diskussjoni

Huwa magħruf:

Konduttività tal-metall P = 4k

Konduttività tal-metall Q = 2k

Konduttività tal-metall R = k

Temperatura baxxa fit-tarf tal-metall P (T_P) = 20^oC

Temperatura għolja fil-ponta tal-metall R (T_R) = 160^oC

Mistoqsi: Temperatura fil-ġonta tal-metall P ma' Q (T_x)

Tweġiba:

Il-formula għat-trasferiment tas-sħana permezz tal-konduzzjoni:

Informazzjoni :

Q/t = rata ta' trasferiment tas-sħana, k = konduttività termali, A = erja trasversali, T₁ = temperatura inizjali, T₂ = temperatura finali, l = tul tal-virga.

It-tul (l) u l-erja tas-sezzjoni trasversali (A) huma ugwali u għalhekk huma eliminati mill-ekwazzjoni.

Uża din l-ekwazzjoni biex tikkalkula t-temperatura.

Ikkunsidra l-vireg tal-metall P u Q.

Ikkunsidra l-vireg tal-metall Q u R.

Biex tikseb T_x, elimina T_y: