5 примеров задач по теплопередаче
1. Два стержня P и Q одинакового размера, но изготовленные из разных металлов, соединены, как показано на рисунке ниже. Если коэффициент теплопроводности стержня P вдвое больше коэффициента теплопроводности стержня Q, то температура на границе между P и Q равна...
600 oC
В. 200 ° C
C. 100 ° C
Д. 90 ° С
Е. 60 ° C
Обсуждение
Известно, что:
Два стержня P и Q имеют одинаковый размер.
Коэффициент теплопроводности P вдвое больше коэффициента теплопроводности Q.
Температура кончика стержня P составляет 90 °C.oТемпература кончика стержня Q равна 0.o Температура между стержнями P и Q равна T.
Вопрос: Температура на пограничной плоскости P и Q
Джаваб:
Формула ставки теплопередача путем проводимости :
Описание: Q/t = скорость теплопередачи, k = теплопроводность, A = площадь поперечного сечения, T1 = высокая температура, Т2 = низкая температура, l = длина объекта.
Два стержня P и Q имеют одинаковый размер, поэтому площадь поверхности (A) и длина (l) исчезают из уравнения. Приведенное выше уравнение изменяется следующим образом:
Коэффициент теплопроводности P вдвое больше коэффициента теплопроводности Q. Приведенное выше уравнение преобразуется в следующее:
Температура кончика стержня P составляет 90 °C.oТемпература кончика стержня Q равна 0.o Температура между стержнями P и Q равна T. Приведенное выше уравнение преобразуется в:
Температура в граничной плоскости P и Q составляет 60 °C. oC.
Правильный ответ — Е.
2. Стержни А и В имеют одинаковую площадь поперечного сечения и длину. Если коэффициент теплопроводности стержня А равен 1/4 от коэффициента теплопроводности стержня В, то оба стержня нагреваются с одного конца, и оказывается, что оба испытывают одинаковое изменение температуры. Тогда отношение скоростей теплопередачи стержня А и стержня В равно…
А. 1 : 4
Б. 1 : 2
С. 1 : 1
Д. 2 : 1
Е. 4:1
Обсуждение
Известно, что:
Площадь поперечного сечения стержня А (А) = площадь поперечного сечения стержня В (А)
Длина стержня А (l) = длина стержня В (l)
Коэффициент проводимости стержня А (k) равен 1/4 коэффициента проводимости стержня В (1/4 k).
Изменение температуры стержня А (ΔT) = изменение температуры стержня В (ΔT)
Вопрос: Сравнение скорости теплопередачи стержня А и стержня В.
Джаваб:
Формула для расчета скорости теплопередачи путем проводимости:
Описание: Q/t = скорость теплопередачи, k = теплопроводность, A = площадь поперечного сечения, T2 = высокая температура, Т1 = низкая температура, l = длина объекта.
Площадь поперечного сечения одинакова, длина стержня одинакова, изменение температуры одинаково.
Правильный ответ — Е.
3. Два металлических стержня А и В одинакового размера имеют коэффициенты проводимости 2k и k соответственно.
Обе части соединены между собой, а свободные концы подвергаются воздействию температуры, как показано на рисунке.
Температура (T) в металлическом соединении А и В составляет...
А. 80 ° C
В. 100 ° C
C. 120 ° C
Д. 150 ° С
Е. 160 ° C
Обсуждение
Известно, что:
Два металлических стержня А и В имеют одинаковый размер.
Коэффициент проводимости металла А = 2k
Коэффициент проводимости металла B = k
Температура металлического наконечника А = 210oC
Температура металлического наконечника B = 30oC
Вопрос: Температура (Т) в металлических соединениях А и В
Джаваб:
Формула ставки теплопередача путем проводимости :
Описание: Q/t = скорость теплопередачи, k = теплопроводность, A = площадь поверхности, T1-T2 = изменение температуры, l = длина стержня
Два металлических стержня А и В имеют одинаковый размер, поэтому площадь поверхности (А) и длина (l) стержней исключаются из уравнения.
Правильный ответ — D.
4. Два проводящих стержня одинаковой длины и площади поперечного сечения соединены вместе, как показано на рисунке ниже. Коэффициент теплопроводности второго проводящего стержня равен 2-кратному коэффициенту теплопроводности первого стержня. Если первый стержень нагрет до температуры T1 = 100 oС и Т2 = 25 oC, тогда температура в точке соединения (T) составляет...
30 oC
В. 35 ° C
C. 40 ° C
Д. 45 ° С
Е. 50 ° C
Обсуждение
Известно, что:
Два металлических стержня А и В имеют одинаковый размер.
Коэффициент проводимости стержня I = k
Коэффициент проводимости стержня II = 2 кОм
Температура кончика стержня I = 100oC
Температура кончика стержня II = 25oC
Вопрос: Температура в местах соединения стержней I и II
Джаваб:
Формула для расчета скорости теплопередачи путем проводимости:
Описание: Q/t = скорость теплопередачи, k = теплопроводность, A = площадь поверхности, T1-T2 = изменение температуры, l = длина стержня
Температура на граничной плоскости P и Q:
Два металлических стержня А и В имеют одинаковый размер, поэтому площадь поверхности (А) и длина (l) стержней исключаются из уравнения.
Правильный ответ — C.
5. Три разных металлических стержня А, В и С, имеющие одинаковую длину и площадь поперечного сечения, соединены друг с другом, как показано на рисунке ниже.
Высокая проводимость 4 кA = 2 кB = кC и Т1 = 100oС и Т4 = 20oC, затем температура T2 и Т3 является…
В2 = 54,26 oC, T3 = 31,4 oC
Б. Т2 = 31,4 oC, T3 = 54,26 oC
К. Т.2 = 32,4 oC, T3 = 54,26 oC
Д. Т.2 = 56,26 oC, T3 = 31,4 oC
Э. Т2 = 54,26 oC, T3 = 30,4 oC
Обсуждение
Известно, что:
T 1 = 100 ° C
T 4 = 20 ° C
4 кA = 2 кB = кC
Если kC = 4, кB = 2, кA = 1
Вопрос: T2 и Т3
Джаваб:
Формула теплопередачи путем проводимости:
Информация :
Q/t = скорость теплопередачи, k = теплопроводность, A = площадь поперечного сечения, T1 = начальная температура, T2 = конечная температура, l = длина стержня.
Длина (l) и площадь поперечного сечения (A) равны, поэтому они исключаются из уравнения.
Используйте это уравнение для расчета температуры.
Рассмотрим металлические стержни А и В.
Рассмотрим металлические стержни B и C.
Исключим уравнение 1 и уравнение 2:
Граф Т2 используя уравнение 1:
Правильный ответ — А.
Источник вопроса:
Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.
