ఉష్ణ బదిలీ

ఉష్ణ బదిలీ లేదా ఉష్ణ బదిలీలో మూడు రకాలు ఉన్నాయి , అవి వాహనం, సంవహనం మరియు వికిరణం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ.

ఉష్ణ వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ. అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువును తాకినప్పుడు, శక్తి అధిక ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువు నుండి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత గల వస్తువుకు బదిలీ అవుతుంది. ఈ అదనపు శక్తి, వస్తువును తయారుచేసే పరమాణువులు మరియు అణువులను వేగంగా కదిలేలా చేస్తుంది. అవి కదులుతున్నప్పుడు, అణువులకు గతిజ శక్తి (EK = ½ mv²) ఉంటుంది ^. వేగంగా కదిలే అణువులు (ఎక్కువ గతిజ శక్తి ఉన్నవి) వాటి పక్కన ఉన్న అణువులను ఢీకొంటాయి. ఆ తర్వాత ఈ అణువులు వాటి పక్కన ఉన్న ఇతర అణువులను ఢీకొంటాయి. ఈ ప్రక్రియ ఇలాగే కొనసాగుతుంది. కాబట్టి అణువులు ఒకదానికొకటి ఢీకొంటూ, శక్తిని బదిలీ చేసుకుంటాయి. ఒక వస్తువును తయారుచేసే అణువుల మధ్య జరిగే ఢీకొనడాల ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీని ఉష్ణ వాహనం అంటారు. ఉష్ణ వాహనం సాధారణంగా ఘనపదార్థాలలో లేదా ఘనపదార్థాల నుండి ద్రవాలకు (ద్రవాల నుండి ఘనపదార్థాలకు) లేదా ఘనపదార్థాల నుండి వాయువులకు (వాయువుల నుండి ఘనపదార్థాలకు) జరుగుతుంది.

సంవహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ. సంవహనం సాధారణంగా ద్రవాలలో (ఉదాహరణకు, నీరు) మరియు వాయువులలో (ఉదాహరణకు, గాలి) జరుగుతుంది. సంవహనం అంటే ఒక వస్తువు యొక్క సాంద్రతలో మార్పుల కారణంగా, ఆ వస్తువు కదలడంతో పాటు జరిగే ఉష్ణ బదిలీ. ఒక వస్తువు యొక్క ఘనపరిమాణం మారడం వల్ల దాని సాంద్రత మారుతుంది. ఒక వస్తువు కొంత మొత్తంలో ఉష్ణాన్ని గ్రహించడం వల్ల దాని ఘనపరిమాణం మారుతుంది.

వికిరణం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ. వికిరణం అంటే విద్యుదయస్కాంత తరంగాల రూపంలో జరిగే ఉష్ణ బదిలీ. మీరు పొయ్యి దగ్గర ఉన్నప్పుడు మీ శరీరానికి కలిగే వెచ్చదనం మరియు సూర్యుని నుండి భూమికి ప్రసరించే వికిరణం వంటివి వికిరణానికి ఉదాహరణలు. సూర్యునికి అధిక ఉష్ణోగ్రత (సుమారు 6000 కెల్విన్) ఉండగా, భూమికి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ఉంటుంది. సూర్యుడు మరియు భూమి మధ్య ఉన్న ఈ ఉష్ణోగ్రతా వ్యత్యాసం వల్ల, వేడి సూర్యుని (అధిక ఉష్ణోగ్రత) నుండి భూమికి (తక్కువ ఉష్ణోగ్రత) ప్రసరిస్తుంది. ఒకవేళ సూర్యుని నుండి భూమికి ప్రసరించే వికిరణానికి వాహనం మరియు సంవహనం వంటి మాధ్యమం అవసరమైతే, ఆ వేడి శూన్యం గుండా ప్రయాణించాల్సి వస్తుంది కాబట్టి అది భూమిని చేరదు.

సమస్యల ఉదాహరణ

1. 2015/2016 SMA/MA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్న సంఖ్య 19

ఒకే పరిమాణంలో ఉండి, వేర్వేరు లోహాలతో తయారు చేయబడిన లోహపు కడ్డీలు, క్రింది పటంలో చూపిన విధంగా కలపబడ్డాయి. లోహం I యొక్క ఉష్ణ వాహకత, లోహం II యొక్క వాహకతకు 4 రెట్లు అయితే, ఆ రెండు లోహాలు కలిసే చోట ఉష్ణోగ్రత…

A. 45^oC

బి. 40 ^{డిగ్రీల} సెల్సియస్

C. 35 ^o C

డి. 30 ^{డిగ్రీల} సెల్సియస్

E. 25 ^o C

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

లోహం యొక్క ఉష్ణ వాహకత I = 4k

లోహం II యొక్క ఉష్ణ వాహకత = k

లోహ అంచు ఉష్ణోగ్రత I = 50 ^o C

లోహ అంచు ఉష్ణోగ్రత II = 0 ^° C

అడిగినది: రెండు లోహాలు కలిసే చోట ఉష్ణోగ్రత

సమాధానం :

వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ రేటుకు సూత్రం:

వివరణ: Q/t = ఉష్ణ బదిలీ రేటు, k = ఉష్ణ వాహకత, A = ఉపరితల వైశాల్యం, T ₁ -T ₂ = ఉష్ణోగ్రత మార్పు, l = కడ్డీ పొడవు

రెండు లోహాలు ఒకే పరిమాణంలో ఉన్నాయి కాబట్టి సమీకరణం నుండి A మరియు l తొలగించబడతాయి.

సరైన సమాధానం బి.

2. 2015/2016 SMA/MA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్న సంఖ్య 19

కింది పటంలో ఒక చివర కలిపిన వివిధ రకాల లోహపు కడ్డీలు A మరియు B చూపించబడ్డాయి.

రెండు కడ్డీల అడ్డుకోత వైశాల్యం సమానంగా ఉంటుంది, కానీ A పొడవు B పొడవుకు రెట్టింపు మరియు A యొక్క ఉష్ణ వాహక గుణకం B కంటే 3 రెట్లు ఉంటుంది. A మరియు B ల స్వేచ్ఛా చివరలు వేర్వేరు పరిమాణాల ఉష్ణోగ్రతలకు గురైతే, అప్పుడు జంక్షన్ వద్ద ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత…

A. 60^oC

బి. 64 ^{డిగ్రీల} సెల్సియస్

C. 70 ^o C

డి. 76 ^{డిగ్రీల} సెల్సియస్

E. 78 ^o C

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

కడ్డీ యొక్క ఉష్ణ వాహకత A = 3k

కడ్డీ B యొక్క ఉష్ణ వాహకత = k

కడ్డీ A పొడవు = 2l

కడ్డీ B పొడవు = l

కడ్డీ A అంచు యొక్క ఉష్ణోగ్రత = 100 ^° C

రాడ్ B అంచు యొక్క ఉష్ణోగ్రత = 40 ^° C

అడిగినది: రెండు కడ్డీల సంధి వద్ద ఉష్ణోగ్రత

సమాధానం :

వాహనం ద్వారా ఉష్ణ బదిలీ రేటుకు సూత్రం:

వివరణ: Q/t = ఉష్ణ బదిలీ రేటు, k = ఉష్ణ వాహకత, A = ఉపరితల వైశాల్యం, T ₁ -T ₂ = ఉష్ణోగ్రత మార్పు, l = కడ్డీ పొడవు

రెండు కడ్డీలకు ఒకే అడ్డుకోత వైశాల్యం ఉన్నందున సమీకరణం నుండి A తీసివేయబడుతుంది.

సరైన సమాధానం D.

3. 2014/2015 SMA/MA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్న సంఖ్య 14

కింది ప్రకటనను గమనించండి:

(1) లోహ వాహకత

(2) లోహపు చివరల మధ్య ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం

(3) లోహం పొడవు

(4) లోహ ద్రవ్యరాశి

లోహంలో ఉష్ణ వ్యాప్తి రేటును నిర్ణయించే కారకాలు...

ఎ. (1), (2), మరియు (3)

బి. (1) మరియు (4)

సి. (2) మరియు (4)

D. (3) మరియు (4)

E. (4) మాత్రమే

చర్చ

లోహంలో ఉష్ణ బదిలీ అనేది వాహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ. వాహనం ద్వారా జరిగే ఉష్ణ బదిలీ రేటుకు సూత్రం:

వివరణ: Q/t = ఉష్ణ బదిలీ రేటు, k = ఉష్ణ వాహకత, A = ఉపరితల వైశాల్యం, T ₁ -T ₂ = ఉష్ణోగ్రత మార్పు, l = కడ్డీ పొడవు

సరైన సమాధానం A.