Eksempel på spørsmål om varmeoverføring

5 eksempler på spørsmål om varmeoverføring

1. To stenger P og Q av samme størrelse, men med forskjellige metalltyper, er festet som vist i figuren nedenfor. Hvis varmeledningskoeffisienten til P er dobbelt så stor som varmeledningskoeffisienten til Q, er temperaturen ved grensen mellom P og Q...

En 600 ^oC

B. 200 ^° C

C. 100 ^° C

D. 90 ^° C

Ø. 60 ^° C

Diskusjon

Det er kjent at:

To stenger P og Q har samme størrelse

Varmeledningskoeffisienten P er dobbelt så stor som varmeledningskoeffisienten Q

Temperaturen på enden av stangen P er 90 ^°C , temperaturen på enden av stangen Q er 0 ^°C , og temperaturen mellom stengene P og Q er T.

Spørsmål: Temperatur ved grenseplanet P og Q

Jawab:

Formelen for varmeoverføringshastigheten ved konduksjon :

Beskrivelse: Q/t = varmeoverføringshastighet, k = varmeledningsevne, A = tverrsnittsareal, T1 ₌ høy temperatur, T2 ₌ lav temperatur, l = objektets lengde.

To stenger P og Q har samme størrelse, så overflatearealet (A) og lengden (l) forsvinner fra ligningen. Ligningen ovenfor endres til:

Varmeledningskoeffisienten P er dobbelt så stor som varmeledningskoeffisienten Q. Ligningen ovenfor endres til:

Temperaturen på spissen av stang P er 90 ^°C , temperaturen på spissen av stang Q er 0 ^°C , og temperaturen mellom stengene P og Q er T. Ligningen ovenfor endres til:

Temperaturen ved grenseplanene P og Q er 60 ^° C.

Det riktige svaret er E.

2. Stengene A og B har samme tverrsnittsareal og lengde. Hvis ledningskoeffisienten til stang A = 1/4 ganger ledningskoeffisienten til stang B, varmes begge opp i den ene enden, og det viser seg at begge opplever samme temperaturendring. Da er forholdet mellom varmeoverføringshastigheten til stang A og stang B…..

A. 1: 4

B. 1: 2

C. 1:1

D. 2:1

E. 4: 1

Diskusjon

Det er kjent at:

Tverrsnittsarealet av stang A (A) = tverrsnittsarealet av stang B (A)

Lengde på stang A (l) = lengde på stang B (l)

Ledningskoeffisienten til stang A (k) = 1/4 ganger ledningskoeffisienten til stang B (1/4 k)

Temperaturendring i stang A (ΔT) = temperaturendring i stang B (ΔT)

Ønskes: Sammenligning av varmeoverføringshastighetene til stang A og stang B

Jawab:

Formelen for varmeoverføringshastigheten ved konduksjon:

Beskrivelse: Q/t = varmeoverføringshastighet, k = varmeledningsevne, A = tverrsnittsareal, T2 ₌ høy temperatur, T1 ₌ lav temperatur, l = objektets lengde.

Tverrsnittsarealet er det samme, lengden på stangen er den samme, og temperaturendringen er den samme.

Det riktige svaret er E.

3. To metallstenger A og B av samme størrelse har hver en ledningskoeffisient på henholdsvis 2k og k.

Begge er koblet sammen, og de frie endene utsettes for en temperatur som vist på figuren.

Temperaturen (T) ved metallforbindelsen A og B er...

A. 80 ^° C

B. 100 ^° C

C. 120 ^° C

D. 150 ^° C

Ø. 160 ^° C

Diskusjon

Det er kjent at:

To metallstenger A og B er like store

Ledningskoeffisienten til metall A = 2k

Metallledningskoeffisient B = k

Temperatur på metallspiss A = 210 ^° C

Temperatur på metallspiss B = 30 ^° C

Ønsket: Temperatur (T) ved metallfuger A og B

Jawab:

Formelen for varmeoverføringshastigheten ved konduksjon :

Beskrivelse: Q/t = varmeoverføringshastighet, k = varmeledningsevne, A = overflateareal, T1 _- T2 ₌ temperaturendring, l = stanglengde

To metallstenger A og B har samme størrelse, så overflatearealet (A) og lengden (l) på stengene elimineres fra ligningen.

Det riktige svaret er D.

4. To lederstenger med samme lengde og tverrsnittsareal er koblet sammen som vist i figuren nedenfor. Varmeledningskoeffisienten til den andre lederstengen = 2 ganger varmeledningskoeffisienten til den første stangen. Hvis den første stangen varmes opp slik at T1 ₌ 100 ^° C og T2 ₌ 25 ^° C, er temperaturen ved skjøten (T) ...

En 30 ^oC

B. 35 ^° C

C. 40 ^° C

D. 45 ^° C

Ø. 50 ^° C

Diskusjon

Det er kjent at:

To metallstenger A og B er like store

Ledningskoeffisient for stang I = k

Ledningskoeffisient for stang II = 2k

Temperaturen på stangspissen I = 100 ^° C

Temperatur på stangspiss II = 25 ^° C

Spurt: Temperatur ved skjøtene til stengene I og II

Jawab:

Formelen for varmeoverføringshastigheten ved konduksjon:

Beskrivelse: Q/t = varmeoverføringshastighet, k = varmeledningsevne, A = overflateareal, T1 _- T2 ₌ temperaturendring, l = stanglengde

Temperatur ved grenseplanet P og Q:

To metallstenger A og B har samme størrelse, så overflatearealet (A) og lengden (l) på stengene elimineres fra ligningen.

Det riktige svaret er C.

5. Tre forskjellige metallstenger A, B og C, men med samme lengde og tverrsnittsareal, er koblet til hverandre som vist på bildet nedenfor.

Stor konduktivitet 4 k_A = 2 tusen_B = k_C og T₁ = 100^oC og T₄ = 20^oC deretter temperaturen T₂ og T₃ er…

A. T2 ₌ 54,26 ^° C, T3 ₌ 31,4 ^° C

B. _T2 = 31,4 ^° C, T3 ₌ 54,26 ^° C

C. T2 ₌ 32,4 ^° C, T3 ₌ 54,26 ^° C

D. _T2 = 56,26 ^° C, T3 ₌ 31,4 ^° C

E. T2 ₌ 54,26 ^° C, T3 ₌ 30,4 ^° C

Diskusjon

Det er kjent at:

T1 = 100 _° ^C

T4 = 20 _° ^C

4 k _A = 2 k _B = k _C

Hvis kC ₌ 4, kB ₌ 2, kA ₌ 1

Spurt: T ₂ og T ₃

Jawab:

Formelen for varmeoverføring ved konduksjon:

Informasjon :

Q/t = varmeoverføringshastighet, k = varmeledningsevne, A = tverrsnittsareal, T1 ₌ starttemperatur, T2 ₌ slutttemperatur, l = stangens lengde.

Lengden (l) og tverrsnittsarealet (A) er like, så de er eliminert fra ligningen.

Bruk denne ligningen til å beregne temperaturen.

Tenk på metallstengene A og B.

Tenk på metallstengene B og C.

Eliminer ligning 1 og ligning 2:

Beregn T2 _ved hjelp av ligning 1:

Det riktige svaret er A.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole