வெப்பப் பரிமாற்றக் கடத்தல் – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்
1. இரண்டு உலோகங்கள் ஒரே அளவுடையவை, ஆனால் வெவ்வேறு வகைகளைக் கொண்டவை. P-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன், Q-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறனைப் போல் 2 மடங்கு ஆகும். கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அந்த இரண்டு உலோகங்களுக்கு இடையேயான வெப்பநிலை என்ன?
அறியப்பட்டது :
k Q = k
k P = 2k
தேவை: இரு உலோகங்களுக்கு இடையேயான வெப்பநிலை
தீர்வு:
வெப்பக் கடத்தலின் சமன்பாடு :
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம், k = வெப்பக் கடத்துத்திறன், A = பொருளின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு, T 1 = உயர் வெப்பநிலை, T 2 = குறைந்த வெப்பநிலை, l = உலோகத்தின் நீளம்.
வெப்பநிலை = 60 ° C.
2. உலோகம் A மற்றும் உலோகம் B ஆகியவை ஒரே நீளம் மற்றும் ஒரே குறுக்குவெட்டுப் பரப்பைக் கொண்டுள்ளன. உலோகம் A-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன், உலோகம் B-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறனைப் போல் ¼ மடங்கு ஆகும். இரண்டு உலோகங்களும் அவற்றின் முனைகளில் வெப்பப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் இரண்டு உலோகங்களின் வெப்பநிலை மாற்றமும் சமமாக உள்ளது எனில், உலோகம் A மற்றும் உலோகம் B-யின் வெப்பக் கடத்தல் வீதங்களின் விகிதம் என்ன?
அறியப்பட்டது :
A(A)-இன் குறுக்குவெட்டு = B(A)-இன் குறுக்குவெட்டு
A (l) இன் நீளம் = B (l) இன் நீளம்
உலோகம் B-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் (k B ) = k
உலோகம் A-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் (k A ) = ¼ k
உலோகம் A-யின் வெப்பநிலை மாற்றம் (ΔT) = உலோகம் B-யின் வெப்பநிலை மாற்றம் (ΔT)
தேவை: வெப்பக் கடத்தல் வீதத்தின் விகிதாச்சாரம்
தீர்வு:
வெப்பக் கடத்தலின் சமன்பாடு:
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம் , k = வெப்பக் கடத்துத்திறன் , A = குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு , T 2 = உயர் வெப்பநிலை , T 1 = குறைந்த வெப்பநிலை , l = உலோகத்தின் நீளம்
3. A மற்றும் B என்ற இரண்டு உலோகங்கள் ஒரே அளவைக் கொண்டுள்ளன. உலோகம் A-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = 2k மற்றும் உலோகம் B-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = k.
கீழேயுள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இரு உலோகங்களின் முனைகளும் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன.
இரு உலோகங்களுக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை என்ன?
அறியப்பட்டது :
A மற்றும் B ஆகிய இரண்டு உலோகங்களும் ஒரே அளவைக் கொண்டுள்ளன.
உலோகம் A-யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = 2k
உலோகம் B இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = k
உலோகம் A-யின் ஒரு முனையின் வெப்பநிலை = 210 ° C
உலோகம் B-யின் ஒரு முனையின் வெப்பநிலை = 30 ° C
தேவை: உலோகம் A மற்றும் B-க்கு இடையேயான வெப்பநிலை
தீர்வு:
வெப்பக் கடத்தல் வீதத்தின் சமன்பாடு:
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம் , k = வெப்பக் கடத்துத்திறன் , A = குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு , T 1 -T 2 = வெப்பநிலை மாற்றம் , l = உலோகத்தின் நீளம்
P மற்றும் Q க்கு இடையிலான வெப்பநிலை :
4. இரண்டு உலோகங்கள் ஒரே அளவைக் கொண்டுள்ளன. உலோகம் II-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன், உலோகம் I-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறனைப் போல் 2 மடங்கு ஆகும். உலோகம் I-இன் ஒரு முனை T₁ = 100°C ஆகவும் , உலோகம் II- இன் ஒரு முனை T₂ = 25°C ஆகவும் வெப்பப்படுத்தப்பட்டால் , அவ்விரு உலோகங்களுக்கும் இடையேயான வெப்பநிலை என்ன?
அறியப்பட்டது :
உலோகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் I = k
உலோகம் II இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = 2k
உலோகம் I-ன் ஒரு முனையில் உள்ள வெப்பநிலை = 100 ° C
உலோகம் II-இன் ஒரு முனையில் உள்ள வெப்பநிலை = 25 ° C
தேவை: உலோகம் I மற்றும் II-க்கு இடையேயான வெப்பநிலை
தீர்வு:
வெப்பக் கடத்தலின் சமன்பாடு:
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம் , k = வெப்பக் கடத்துத்திறன் , A = குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு , T 1 -T 2 = வெப்பநிலை மாற்றம் , l = உலோகத்தின் நீளம்
இரு உலோகங்களுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை:
உலோகம் I மற்றும் II-க்கு இடையேயான வெப்பநிலை 50 ° C ஆகும்.
5. கீழே உள்ள படத்தில் காட்டியுள்ளபடி, ஒரே அளவுள்ள ஆனால் வெவ்வேறு உலோகங்களால் ஆன உலோகத் தண்டுகள் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. உலோகம் I-இன் வெப்பக் கடத்துத்திறன், உலோகம் II-இன் கடத்துத்திறனைப் போல் 4 மடங்கு எனில், அவ்விரு உலோகங்களும் இணையும் இடத்தில் உள்ள வெப்பநிலை ……
அறியப்பட்டது :
Tஉலோகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = 4 ஆயிரம்
உலோகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் I = k
உலோகத்தின் ஒரு முனையின் வெப்பநிலை I = 50 ° C
உலோகம் II-இன் ஒரு முனையின் வெப்பநிலை = 0 ° C
இரு உலோகங்கள் இணையும் இடத்தில் உள்ள வெப்பநிலை தேவை.
தீர்வு:
வெப்பப் பரிமாற்றக் கடத்தலின் சமன்பாடு:
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம் , k = வெப்பக் கடத்துத்திறன் , A = குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு , T₂ = உயர் வெப்பநிலை , T₁ = குறைந்த வெப்பநிலை , T₁ - T₂ = வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம், l = உலோகத்தின் நீளம்
இரு உலோகங்களும் ஒரே அளவுடையவை என்பதால், A மற்றும் I சமன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்படுகின்றன:
6. பின்வரும் படம், ஒரு முனையில் இணைக்கப்பட்ட A மற்றும் B என்ற வெவ்வேறு உலோகத் தண்டுகளைக் காட்டுகிறது.
இரு தண்டுகளின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு சமமாக உள்ளது, ஆனால் A-யின் நீளம் B-யின் நீளத்தைப் போல் இருமடங்கு மற்றும் A-யின் வெப்பக் கடத்தல் குணகம் B-யைப் போல் 3 மடங்கு ஆகும். A மற்றும் B ஆகிய திறந்த முனைகள் வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டால், சந்திப்பில் உள்ள வெப்பநிலை …
அறியப்பட்டது :
Tஉலோகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் அ = 3k
உலோகம் B- யின் வெப்பக் கடத்துத்திறன் = k
உலோகம் A-யின் நீளம் = 2l
உலோகத்தின் நீளம் B = l
ஒரு முனை உலோகம் A-யின் வெப்பநிலை = 100 ° C
ஒரு முனை உலோகம் B-யின் வெப்பநிலை = 40 ° C
தேவை: சந்திப்பில் உள்ள வெப்பநிலை
தீர்வு:
வெப்பப் பரிமாற்றக் கடத்தலின் சமன்பாடு:
Q/t = வெப்பக் கடத்தல் வீதம் , k = வெப்பக் கடத்துத்திறன் , A = குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு , T₂ = உயர் வெப்பநிலை , T₁ = குறைந்த வெப்பநிலை , T₁ - T₂ = வெப்பநிலையில் ஏற்படும் மாற்றம், l = உலோகத்தின் நீளம்
இரு தண்டுகளும் ஒரே அளவுடையவை என்பதால், A சமன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்படுகிறது.
