Uhamisho wa Joto

Kuna aina tatu uhamisho wa joto atau uhamisho wa joto, ikiwa ni pamoja na uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji, msongamano, na mionzi.

Uhamisho wa joto kwa njia ya upitishaji. Wakati kitu chenye joto la juu kinapogusana na kitu chenye joto la chini, nishati huhamishwa kutoka kwa kitu chenye joto la juu hadi kitu chenye joto la chini. Nishati hii ya ziada husababisha atomi na molekuli zinazounda kitu hicho kusogea kwa kasi zaidi. Kadri zinavyosogea, molekuli zina nishati ya kinetiki (EK = ½ mv).²Molekuli zinazosonga kwa kasi zaidi (zenye nishati kubwa ya kinetiki) hugongana na molekuli zilizo karibu nazo. Kisha molekuli hizi hugongana na molekuli zingine zilizo karibu nazo. Na kadhalika. Kwa hivyo molekuli hugongana, zikihamisha nishati. Uhamisho wa joto ambayo hutokea kupitia migongano kati ya molekuli zinazounda kitu huitwa upitishaji. Upitishaji kwa kawaida hutokea katika vitu vigumu au kutoka kwa vitu vigumu hadi vitu vya kimiminika (vitu vya kimiminika hadi vitu vigumu) au kutoka kwa vitu vigumu hadi vitu vya gesi (vitu vya gesi hadi vitu vigumu).

Uhamisho wa joto kwa kutumia msongamano. Msongamano kwa kawaida hutokea katika vimiminika (kama vile maji) na gesi (kama vile hewa). Msongamano ni uhamishaji wa joto unaoambatana na mwendo wa kitu kutokana na mabadiliko katika msongamano wake. Msongamano wa kitu hubadilika kadri ujazo wake unavyobadilika. Ujazo wa kitu hubadilika kadri kitu kinavyofyonza joto.

SOMA PIA Fomula ya kasi ya pembe

Uhamisho wa joto kwa kutumia mionzi. Mionzi ni uhamisho wa joto katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme. Mifano ya mionzi ni pamoja na joto ambalo mwili wako unahisi unapokuwa karibu na jiko na mionzi kutoka juani hadi duniani. Jua lina halijoto ya juu (karibu 6000 Kelvin), huku dunia ikiwa na halijoto ya chini. Tofauti hii ya halijoto kati ya jua na dunia husababisha joto kuhama kutoka juani (halijoto ya juu) hadi duniani (halijoto ya chini). Ikiwa mionzi kutoka juani hadi duniani ingehitaji njia, kama vile upitishaji na msongamano, joto hilo halingefika duniani kwa sababu ingebidi lipite kwenye ombwe.

Mfano wa matatizo

1. 2015/2016 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 19

Vijiti vya chuma vya ukubwa sawa, lakini vilivyotengenezwa kwa metali tofauti, vimeunganishwa kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini. Ikiwa upitishaji joto wa metali I ni mara 4 ya upitishaji joto wa metali II, basi halijoto kwenye makutano ya metali hizo mbili ni…

SOMA PIA Kifaa cha macho cha kamera

A. 45^oC Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 47

B. 40^oC

C. 35^oC

D 30^oC

25^oC

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Upitishaji wa joto wa chuma I = 4k

Upitishaji wa joto wa chuma II = k

Joto la ukingo wa chuma I = 50^oC

Halijoto ya ukingo wa chuma II = 0^oC

Aliuliza: Halijoto kwenye makutano ya metali mbili

Jibu:

Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 48

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T₁-T₂ = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 49

Metali hizo mbili zina ukubwa sawa kwa hivyo A na l huondolewa kwenye mlinganyo.

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 50

Jibu sahihi ni B.

2. 2015/2016 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 19

Mchoro ufuatao unaonyesha fimbo za chuma A na B za aina tofauti zilizounganishwa upande mmoja.

Eneo la sehemu mtambuka la fimbo zote mbili ni sawa, lakini urefu wa A ni mara mbili ya urefu wa B na mgawo wa upitishaji joto wa A ni mara 3 ya B. Ikiwa ncha huru za A na B zinakabiliwa na halijoto ya ukubwa tofauti, basi halijoto halisi kwenye makutano ni…

A. 60^oC

B. 64^oC

C. 70^oC

D 76^oC

SOMA PIA Maswali ya Mfano wa Nishati Uwezekano

78^oC

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Upitishaji wa joto wa fimbo A = 3k

Upitishaji wa joto wa fimbo B = k

Urefu wa fimbo A = 2l

Urefu wa fimbo B = l

Joto la ukingo wa fimbo A = 100^oC

Joto la ukingo wa fimbo B = 40^oC

Aliuliza: Joto kwenye kiungo cha vijiti viwili

Jibu:

Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 52

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T₁-T₂ = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 53

Fimbo zote mbili zina eneo moja la sehemu mtambuka kwa hivyo A huondolewa kwenye mlinganyo.

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2016 - 54

Jibu sahihi ni D.

3. 2014/2015 SMA/MA Swali la Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia Nambari 14

Zingatia kauli ifuatayo:

(1) upitishaji wa chuma

(2) tofauti ya halijoto kati ya ncha za chuma

(3) urefu wa chuma

(4) uzito wa chuma

Vipengele vinavyoamua kiwango cha uenezaji wa joto katika chuma ni….

A. (1), (2), na (3) Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2015 - 38

B. (1) na (4)

C. (2) na (4)

D. (3) na (4)

E. (4) pekee

Majadiliano

Uhamisho wa joto katika chuma ni uhamisho wa joto kwa njia ya upitishaji. Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:

Majadiliano ya Mtihani wa Kitaifa wa Fizikia ya Shule ya Upili wa 2015 - 37

Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T₁-T₂ = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo

Jibu sahihi ni A.