Transferimi i nxehtësisë

Ekzistojnë tre lloje të transferimit të nxehtësisë ose transferimit të nxehtësisë , duke përfshirë transferimin e nxehtësisë me anë të përçueshmërisë, konvekcionit dhe rrezatimit.

Transferimi i nxehtësisë me anë të përçueshmërisë. Kur një objekt me temperaturë të lartë bie në kontakt me një objekt me temperaturë të ulët, energjia lëviz nga objekti me temperaturë të lartë në objektin me temperaturë të ulët. Energjia e shtuar bën që atomet dhe molekulat që përbëjnë objektin të lëvizin më shpejt. Ndërsa lëvizin, molekulat kanë energji kinetike (EK = ½ mv ² ). Molekulat që lëvizin më shpejt (me energji kinetike më të madhe) përplasen me molekulat pranë tyre. Këto molekula më pas përplasen me molekulat e tjera pranë tyre. E kështu me radhë. Pra, molekulat përplasen me njëra-tjetrën, duke transferuar energji. Transferimi i nxehtësisë që ndodh përmes përplasjeve midis molekulave që përbëjnë një objekt quhet përçueshmëri. Përçueshmëria zakonisht ndodh në trupa të ngurtë ose nga trupat e ngurtë në lëngje (lëngjet në trupa të ngurtë) ose nga trupat e ngurtë në gaze (gazet në trupa të ngurtë).

Transferimi i nxehtësisë me anë të konvekcionit. Konvekcioni zakonisht ndodh në lëngje (si uji) dhe gazra (si ajri). Konvekcioni është transferimi i nxehtësisë i shoqëruar nga lëvizja e një objekti për shkak të ndryshimeve në dendësinë e tij. Dendësia e një objekti ndryshon sepse ndryshon vëllimi i tij. Vëllimi i një objekti ndryshon sepse objekti thith një sasi të caktuar nxehtësie.

Transferimi i nxehtësisë me anë të rrezatimit. Rrezatimi është transferimi i nxehtësisë në formën e valëve elektromagnetike. Shembuj të rrezatimit përfshijnë ngrohtësinë që trupi juaj ndjen kur jeni pranë një sobe dhe rrezatimin nga dielli në tokë. Dielli ka një temperaturë më të lartë (rreth 6000 Kelvin), ndërsa toka ka një temperaturë më të ulët. Ky ndryshim i temperaturës midis diellit dhe tokës bën që nxehtësia të lëvizë nga dielli (temperaturë më e lartë) në tokë (temperaturë më e ulët). Nëse rrezatimi nga dielli në tokë do të kërkonte një medium, siç janë përçueshmëria dhe konvekcioni, nxehtësia nuk do të arrinte në tokë sepse do të duhej të kalonte nëpër një vakum.

Shembull problemesh

1. Pyetja nr. 19 e provimit kombëtar të fizikës SMA/MA 2015/2016

Shufrat metalike me të njëjtën madhësi, por të bëra nga metale të ndryshme, bashkohen siç tregohet në figurën më poshtë. Nëse përçueshmëria termike e metalit I është 4 herë më e madhe se përçueshmëria e metalit II, atëherë temperatura në kryqëzimin e dy metaleve është…

A. 45^oC

B. 40 ^o C

C. 35 ^o C

D. 30 ^o C

E. 25 ^o C

Diskutim

Dihet që:

Përçueshmëria termike e metalit I = 4k

Përçueshmëria termike e metalit II = k

Temperatura e skajit të metalit I = 50 ^o C

Temperatura e skajit të metalit II = 0 ^o C

E pyetur: Temperatura në kryqëzimin e dy metaleve

Përgjigje:

Formula për shkallën e transferimit të nxehtësisë me anë të përçueshmërisë:

Përshkrimi: Q/t = shkalla e transferimit të nxehtësisë, k = përçueshmëria termike, A = sipërfaqja, T1 _-T2 = ndryshimi _i temperaturës, l = gjatësia e shufrës

Të dy metalet kanë të njëjtën madhësi, kështu që A dhe l hiqen nga ekuacioni.

Përgjigja e saktë është B.

2. Pyetja nr. 19 e provimit kombëtar të fizikës SMA/MA 2015/2016

Figura e mëposhtme tregon shufrat metalike A dhe B të llojeve të ndryshme të bashkuara në njërën anë.

Sipërfaqja e prerjes tërthore të dy shufrave është e njëjtë, por gjatësia e A është dyfishi i gjatësisë së B dhe koeficienti i përçueshmërisë termike të A është 3 herë më i madh se ai i B. Nëse skajet e lira të A dhe B i nënshtrohen temperaturave me madhësi të ndryshme, atëherë temperatura e saktë në kryqëzim është…

A. 60^oC

B. 64 ^o C

C. 70 ^o C

D. 76 ^o C

E. 78 ^o C

Diskutim

Dihet që:

Përçueshmëria termike e shufrës A = 3k

Përçueshmëria termike e shufrës B = k

Gjatësia e shufrës A = 2l

Gjatësia e shufrës B = l

Temperatura e skajit të shufrës A = 100 ^o C

Temperatura e skajit të shufrës B = 40 ^o C

E pyetur: Temperatura në nyjen e dy shufrave

Përgjigje:

Formula për shkallën e transferimit të nxehtësisë me anë të përçueshmërisë:

Përshkrimi: Q/t = shkalla e transferimit të nxehtësisë, k = përçueshmëria termike, A = sipërfaqja, T1 _-T2 = ndryshimi _i temperaturës, l = gjatësia e shufrës

Të dy shufrat kanë të njëjtën sipërfaqe prerjeje tërthore, kështu që A hiqet nga ekuacioni.

Përgjigja e saktë është D.

3. Pyetja nr. 14 e provimit kombëtar të fizikës SMA/MA 2014/2015

Kushtojini vëmendje deklaratës së mëposhtme:

(1) përçueshmëria e metaleve

(2) ndryshimi i temperaturës midis skajeve metalike

(3) gjatësia e metalit

(4) masë metalike

Faktorët që përcaktojnë shkallën e përhapjes së nxehtësisë në metal janë…

A. (1), (2) dhe (3)

B. (1) dhe (4)

C. (2) dhe (4)

D. (3) dhe (4)

E. (4) vetëm

Diskutim

Transferimi i nxehtësisë në metal është transferimi i nxehtësisë me anë të përçueshmërisë. Formula për shkallën e transferimit të nxehtësisë me anë të përçueshmërisë është:

Përshkrimi: Q/t = shkalla e transferimit të nxehtësisë, k = përçueshmëria termike, A = sipërfaqja, T1 _-T2 = ndryshimi _i temperaturës, l = gjatësia e shufrës

Përgjigja e saktë është A.