Konduzzjoni tat-trasferiment tas-sħana – problemi u soluzzjonijiet
1. Żewġ metalli għandhom l-istess daqs iżda tipi differenti. Il-konduttività termali ta' P = darbtejn il-konduttività termali ta' Q. X'inhi t- temperatura bejn iż-żewġ metalli, kif muri fil-figura t'hawn taħt.
Magħruf:
k Q = k
kP = 2k
Meħtieġa: Temperatura bejn iż-żewġ metalli
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal- konduttività tas-sħana :
Q/t = Ir-rata tal-konduttività tas-sħana, k = konduttività termali, A = l-erja trasversali tal-oġġett, T 1 = temperatura għolja, T 2 = temperatura baxxa, l = it-tul tal-metall.
Temperatura = 60 ° C.
2. Il-metall A u l-metall B għandhom l-istess tul u l-istess erja trasversali. Jekk il-konduttività termali tal-metall A = ¼ darba l-konduttività termali tal-metall B. Iż-żewġ metalli jissaħħnu fit-tarf tagħhom u l-bidla fit-temperatura taż-żewġ metalli hija l-istess. Il-proporzjon tar-rata tal-konduttività tas-sħana tal-metall A għall-metall B.
Magħruf:
Is-sezzjoni trasversali ta' A(A) = Is-sezzjoni trasversali ta' B(A)
It-tul ta' A (l) = it-tul ta' B (l)
Il-konduttività termali tal-metall B (kB ) = k
Il-konduttività termali tal-metall A (k A ) = ¼ k
Il-bidla fit-temperatura tal-metall A (ΔT) = il-bidla fit-temperatura tal-metall B (ΔT)
Meħtieġ: Il-proporzjon tar-rata tal-konduttività tas-sħana
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-konduttività tas-sħana:
Q/t = ir-rata tal-konduzzjoni tas-sħana , k = konduttività termali , A = l-erja trasversali , T 2 = temperatura għolja , T 1 = temperatura baxxa , l = tul tal-metall
3. Żewġ metalli, A u B, għandhom l-istess daqs. Il-konduttività termali tal-metall A = 2k u l-konduttività termali tal-metall B = k.
Kif muri fil-figura t'hawn taħt, it-truf taż-żewġ metalli għandhom temperaturi differenti.
X'inhi t-temperatura bejn iż-żewġ metalli?
Magħruf:
Żewġ metalli, A u B, għandhom l-istess daqs.
Il-konduttività termali tal-metall A = 2k
Il-konduttività termali tal-metall B = k
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall A = 210 ° C
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall B = 30 ° C
Meħtieġa: Temperatura bejn il-metall A u B
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tar-rata tal-konduttività tas-sħana:
Q/t = ir-rata tal-konduzzjoni tas-sħana , k = il-konduttività termali , A = l-erja trasversali , T 1 -T 2 = il-bidla fit-temperatura , l = it-tul tal-metall
It-temperatura bejn P u Q:
4. Żewġ metalli għandhom l-istess daqs. Il-konduttività termali tal-metall II = darbtejn il-konduttività termali tal-metall I. Jekk tarf wieħed tal-metall I jissaħħan b'T1 = 100 ° C u tarf wieħed tal-metall II jissaħħan b'T2 = 25 ° C, allura x'inhi t-temperatura bejn iż-żewġ metalli?
Magħruf:
Il-konduttività tas-sħana tal-metall I = k
Il-konduttività tas-sħana tal-metall II = 2k
It-temperatura f'tarf wieħed tal-metall I = 100 ° C
It-temperatura f'tarf wieħed tal-metall II = 25 ° C
Meħtieġa: Temperatura bejn il-metall I u II
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-konduttività tas-sħana:
Q/t = ir-rata tal-konduzzjoni tas-sħana , k = il-konduttività termali , A = l-erja trasversali , T 1 -T 2 = il-bidla fit-temperatura , l = it-tul tal-metall
Temperatura bejn iż-żewġ metalli:
It-temperatura bejn il-metall I u II hija ta' 50 ° C.
5. Vireg tal-metall tal-istess daqs, iżda magħmula minn metalli differenti huma kkombinati kif muri fil-figura t'hawn taħt. Jekk il-konduttività termali tal-metall I = 4 darbiet il-konduttività tal-metall II, allura t-temperatura fil-ġonta taż-żewġ metalli hija ……
Magħruf:
Til-konduttività termali tal-metall I = 4k
Il -konduttività termali tal-metall I = k
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall I = 50 ° C
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall II = 0 ° C
Meħtieġa: it-temperatura fil-ġonta taż-żewġ metalli
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-konduzzjoni tat-trasferiment tas-sħana:
Q/t = ir-rata tal-konduttività tas-sħana , k = konduttività termali , A = l-erja trasversali , T 2 = temperatura għolja , T 1 = temperatura baxxa , T 1 -T 2 = Il-bidla fit-temperatura, l = tul tal-metall
Iż-żewġ metalli għandhom l-istess daqs u għalhekk A u I huma eliminati mill-ekwazzjoni:
6. Il-figura li ġejja turi vireg tal-metall differenti A u B imqabbda f'tarf wieħed.
L-erja trasversali taż-żewġ vireg hija l-istess, iżda t-tul ta' A huwa d-doppju tat-tul ta' B u l-koeffiċjent tal-konduttività termali ta' A huwa 3 darbiet B. Jekk it-truf ħielsa A u B huma soġġetti għal temperaturi differenti, it-temperatura fil-junction hija ...
Magħruf:
Til-konduttività termali tal-metall A= 3k
Il -konduttività termali tal-metall B = k
Tul tal-metall A = 2l
Tul tal-metall B = l
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall A = 100 ° C
It-temperatura ta' tarf wieħed tal-metall B = 40 ° C
Meħtieġa: It-temperatura fil-junction
Soluzzjoni:
L-ekwazzjoni tal-konduzzjoni tat-trasferiment tas-sħana:
Q/t = ir-rata tal-konduttività tas-sħana , k = konduttività termali , A = l-erja trasversali , T 2 = temperatura għolja , T 1 = temperatura baxxa , T 1 -T 2 = Il-bidla fit-temperatura, l = tul tal-metall
Iż-żewġ vireg għandhom l-istess daqs u għalhekk A titneħħa mill-ekwazzjoni.
