Пример преноса топлоте кондукцијом

8 примера преноса топлоте кондукцијом

1. Објасните значење на примерима пренос топлоте кондукцијом ?
Пембахасан
Пренос топлоте кондукцијом је пренос топлоте који се дешава сударањем између атома/молекула који чине објекат. На пример, размотримо загрејану гвоздену шипку. Један крај гвожђа је додирнут пламеном, а други крај се држи. Иако крај гвожђа који се држи није у контакту са пламеном, пошто се топлота преноси кроз гвоздену шипку, крај гвожђа који се држи је врућ. Како се топлота преноси са једног краја гвожђа на други?
Загрејани врх гвожђа добија додатну топлоту. Калор је енергија која се природно креће од објеката са високом температуром ка објектима са ниском температуром. Додата енергија узрокује да атоми/молекули који чине гвожђе вибрирају даље од свог равнотежног положаја. Како вибрирају даље, атоми/молекули се сударају са суседним атомима/молекулима, што узрокује да атоми/молекули вибрирају даље и добијају већу енергију. Овај процес се наставља све док топлота не стигне до врха гвожђа које се држи.

2. Да ли је могуће да се пренос топлоте кондукцијом одвија између атома/молекула течности?
Пембахасан
Размотримо следећи пример. Када се гвоздена шипка загрева, топлота се преноси са једног атома/молекула гвожђа на други, тако да се може рећи да се пренос топлоте проводљивошћу одвија између атома/молекула чврсте материје. Пренос топлоте проводљивошћу се не одвија између атома/молекула течности јер се пренос топлоте одвија између атома/молекула течности, а слично томе, између атома/молекула гаса, пренос топлоте се одвија конвекцијом.

3. Топлотна проводљивост цигла је 0,84 J/m²C, а топлотна проводљивост вуне је 0,040 J/m²C^oШта је бољи проводник топлоте, цигла или вуна?
Пембахасан
Предмети који имају високу топлотну проводљивост су добри проводници топлоте (добри топлотни проводници), док су предмети који имају ниску топлотну проводљивост лоши проводници топлоте (лоши топлотни проводници).
На основу питања, топлотна проводљивост цигле је већа од топлотне проводљивости вуне, тако да је цигла бољи проводник топлоте од вуне.

4. Чврста цилиндрична челична шипка има дужину од 1 метар и површину попречног пресека од 0,2 квадратна метра. Топлотна проводљивост челика је 40 J/m²C.^oАко је температурна разлика између два краја челика 10^oC, одредите брзину преноса топлоте кондукцијом у челичном штапу!
Пембахасан
Познато је да:
Дужина челика (l) = 1 m
Попречни пресек челика (А) = 0,2 м²
Топлотна проводљивост челика (k) = 40 J/m²C^o
Температурна разлика између два краја челика (ΔT) = 10^oC
Питао/ла: Брзина преноса топлоте кондукцијом (Q/t)
Јаваб :
Формула за брзину преноса топлоте кондукцијом:
Q/t = k A ΔT / l
Q/t = (40)(0,2)(10) / 1
Q/t = 80 / 1
Q/t = 80 џула/секунди

5. Метали А и Б имају исту дужину и површину попречног пресека. Коефицијент проводљивости метала А је 1/6 коефицијента проводљивости метала Б. Оба метала се загревају на једном крају и оба доживљавају исту промену температуре. Стога је однос брзина преноса топлоте метала А и метала Б...
А. 6:1
Б. 1:6
Ц. 1:5
Д. 2:1
Е. 4:1
Дискусија:

Dзнати :
k_A = 1/6 k_B = 1 / 6
k_B = 6 / 6 = 1
Питао :
Поређење брзине преноса топлоте кроз метал А и метал Б?
Јаваб :
Формула за брзину преноса топлоте кондукцијом :
Опис: Q/t = брзина преноса топлоте, k = топлотна проводљивост, A = површина попречног пресека, T₁ = висока температура, T₂ = ниска температура, l = дужина објекта.

Дужина и површина попречног пресека два метала су једнаке, тако да су l и A елиминисани из једначине. Промена температуре оба метала је иста, тако да је (T₁ - Т₂) се елиминише из једначине.
k_A : к_B
1/6 : 6/6
1 : 6
Тачан одговор је Б.

6. Два чврста тела P и Q, исте величине, али различитих типова, спојена су као што је приказано на слици испод. Ако је коефицијент топлотне проводљивости P три пута већи од коефицијента топлотне проводљивости Q, онда је температура на граници између P и Q...
А. КСНУМКС ^oC
Б. КСНУМКС ^oC
Ц. КСНУМКС ^oC
Д. КСНУМКС ^oC
Е. 10 ^oC

Дискусија:
познато је :
T_P = КСНУМКС ^oC
T_Q = КСНУМКС ^oC
k_P = 3 к_Q = КСНУМКС
k_Q = КСНУМКС
Питао :
Температура на граничној равни P и Q?
Јаваб :

Величине два објекта су исте, тако да су А и l елиминисани из једначине.
Тачан одговор је Д.

7. Количина топлоте која протиче кроз метал у секунди:

(1) обрнуто пропорционално температурској разлици између два краја

(2) је обрнуто пропорционална површини попречног пресека објекта

(3) у зависности од врсте металног материјала

(4) је обрнуто пропорционална дужини метала

Тачна изјава за повећање брзине преноса топлоте кондукцијом је…

Пембахасан

Формула за пренос топлоте кондукцијом:

Количина топлоте која протиче у секунди (Q/t)

Директно пропорционално температурској разлици између два краја (Т₁ - Т₂).

Директно пропорционално површини попречног пресека објекта (А).

Директно пропорционално врсти металног материјала (k = топлотна проводљивост)

Обрнуто пропорционално дужини метала (l).

Тачне тврдње су 3 и 4.

8. Метали P, Q и R су сви исте величине. Проводљивости метала P, Q и R су 4kJ, 2kJ и kJ, респективно. Оне су повезане са температуром на отвореним крајевима као што је приказано на следећој слици.

Температура на металном споју P са Q (T_x) је…

Пембахасан

Познато је:

Проводљивост метала P = 4k

Проводљивост метала Q = 2k

Проводљивост метала R = k

Ниска температура на металном крају P (T_P) = КСНУМКС^oC

Висока температура на металном врху R (T_R) = КСНУМКС^oC

Питао/ла: Температура на металном споју P са Q (T_x)

Одговор:

Формула за пренос топлоте кондукцијом:

Информације:

Q/t = брзина преноса топлоте, k = топлотна проводљивост, A = површина попречног пресека, T₁ = почетна температура, T₂ = коначна температура, l = дужина штапа.

Дужина (l) и површина попречног пресека (A) су једнаке, па се елиминишу из једначине.

Користите ову једначину да израчунате температуру.

Размотрите металне шипке P и Q.

Размотрите металне шипке Q и R.

Да бисте добили Т_x, елиминишите Т_y: