Kuna aina tatu za uhamishaji joto au uhamishaji joto , ikiwa ni pamoja na uhamishaji joto kwa 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 husogea kutoka kwa kitu chenye joto la juu hadi kitu chenye joto la chini. Nishati iliyoongezwa husababisha atomi na molekuli zinazounda kitu hicho kusogea kwa kasi zaidi. Zinaposogea, molekuli huwa na nishati ya kinetiki (EK = ½ mv 2 ). Molekuli 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 unaotokea kupitia migongano kati ya molekuli zinazounda kitu huitwa upitishaji. Upitishaji kwa kawaida hutokea katika vitu vikali au kutoka kwa vitu vikali hadi vimiminika (vimiminika hadi vitu vikali) au kutoka kwa vitu vikali hadi gesi (gesi hadi vitu vikali).
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 kwa sababu ujazo wake hubadilika. Ujazo wa kitu hubadilika kwa sababu kitu hunyonya kiasi fulani cha joto.
Uhamisho wa joto kwa mionzi. Mionzi ni uhamishaji 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…
A. 45oC
B. 40 o C
C. 35 o C
D. 30 o C
E. 25 o C
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Upitishaji wa joto wa chuma I = 4k
Upitishaji wa joto wa chuma II = k
Joto la ukingo wa chuma I = 50 o C
Halijoto ya ukingo wa chuma II = 0 o C
Aliuliza: Halijoto kwenye makutano ya metali mbili
Jibu:
Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:
Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T 1 -T 2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo
Metali hizo mbili zina ukubwa sawa kwa hivyo A na l huondolewa kwenye mlinganyo.
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. 60oC
B. 64 o C
C. 70 o C
D. 76 o C
E. 78 o C
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
Halijoto ya ukingo wa fimbo A = 100 o C
Halijoto ya ukingo wa fimbo B = 40 o C
Aliuliza: Halijoto kwenye kiungo cha vijiti viwili
Jibu:
Fomula ya kiwango cha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji:
Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T 1 -T 2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo
Fimbo zote mbili zina eneo moja la sehemu mtambuka kwa hivyo A huondolewa kwenye mlinganyo.
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)
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 upitishaji. Fomula ya kiwango cha uhamisho wa joto kwa upitishaji ni:
Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamisho wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la uso, T 1 -T 2 = mabadiliko ya halijoto, l = urefu wa fimbo
Jibu sahihi ni A.
