حرارت کی منتقلی

حرارت کی منتقلی یا حرارت کی منتقلی کی تین قسمیں ہیں ، بشمول ترسیل، کنویکشن اور تابکاری کے ذریعے حرارت کی منتقلی۔

ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی۔ جب اعلی درجہ حرارت والی چیز کم درجہ حرارت والی چیز کے ساتھ رابطے میں آتی ہے، تو توانائی زیادہ درجہ حرارت والی چیز سے کم درجہ حرارت والی چیز کی طرف جاتی ہے۔ اضافی توانائی ایٹموں اور مالیکیولز کو تیزی سے حرکت دینے کا سبب بنتی ہے۔ جیسے جیسے وہ حرکت کرتے ہیں، مالیکیولز میں حرکی توانائی ہوتی ہے (EK = ½ mv ² )۔ تیزی سے حرکت کرنے والے مالیکیول (زیادہ حرکیاتی توانائی کے ساتھ) اپنے ساتھ والے مالیکیولز سے ٹکراتے ہیں۔ یہ مالیکیول پھر اپنے ساتھ والے دوسرے مالیکیولز سے ٹکراتے ہیں۔ وغیرہ وغیرہ۔ تو انو ایک دوسرے سے ٹکراتے ہیں، توانائی کی منتقلی کرتے ہیں۔ حرارت کی منتقلی جو کسی چیز کو بنانے والے مالیکیولز کے درمیان تصادم کے ذریعے ہوتی ہے اسے ترسیل کہا جاتا ہے۔ ترسیل عام طور پر ٹھوس میں یا ٹھوس سے مائع (مائع سے ٹھوس) یا ٹھوس سے گیسوں (گیسوں سے ٹھوس) میں ہوتی ہے۔

کنویکشن کے ذریعے حرارت کی منتقلی نقل و حرکت عام طور پر مائعات (جیسے پانی) اور گیسوں (جیسے ہوا) میں ہوتی ہے۔ کنویکشن گرمی کی منتقلی ہے جس کے ساتھ کسی چیز کی کثافت میں تبدیلی کی وجہ سے حرکت ہوتی ہے۔ کسی چیز کی کثافت بدل جاتی ہے کیونکہ اس کا حجم تبدیل ہوتا ہے۔ کسی چیز کا حجم تبدیل ہوتا ہے کیونکہ شے ایک خاص مقدار میں حرارت جذب کرتی ہے۔

تابکاری کے ذریعے حرارت کی منتقلی۔ تابکاری برقی مقناطیسی لہروں کی شکل میں حرارت کی منتقلی ہے۔ تابکاری کی مثالوں میں وہ گرمی شامل ہے جو آپ کے جسم کو محسوس ہوتی ہے جب آپ چولہے کے قریب ہوتے ہیں اور سورج سے زمین کی طرف تابکاری۔ سورج کا درجہ حرارت زیادہ ہے (تقریباً 6000 کیلون)، جبکہ زمین کا درجہ حرارت کم ہے۔ سورج اور زمین کے درمیان درجہ حرارت کا یہ فرق سورج (زیادہ درجہ حرارت) سے زمین (کم درجہ حرارت) میں منتقل ہونے کا سبب بنتا ہے۔ اگر سورج سے زمین تک تابکاری کے لیے کسی ذریعہ کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ ترسیل اور نقل و حرکت، تو حرارت زمین تک نہیں پہنچے گی کیونکہ اسے خلا سے گزرنا ہوگا۔

مسائل کی مثال

1. 2015/2016 SMA/MA فزکس قومی امتحان سوال نمبر 19

ایک ہی سائز کی دھات کی سلاخیں، لیکن مختلف دھاتوں سے بنی ہوئی ہیں، جیسا کہ ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ اگر دھات I کی تھرمل چالکتا دھات II کی چالکتا سے 4 گنا ہے، تو دو دھاتوں کے سنگم پر درجہ حرارت ہے…

A. 45^oC

B. 40 ^o C

C. 35 ^o C

D. 30 ^o C

E. 25 ^o C

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

دھات کی تھرمل چالکتا I = 4k

دھات کی تھرمل چالکتا II = k

دھاتی کنارے کا درجہ حرارت I = 50 ^o C

دھاتی کنارے کا درجہ حرارت II = 0 ^o C

پوچھا: دو دھاتوں کے سنگم پر درجہ حرارت

جواب:

ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کی شرح کا فارمولا:

تفصیل: Q/t = حرارت کی منتقلی کی شرح، k = تھرمل چالکتا، A = سطح کا رقبہ، T ₁ -T ₂ = درجہ حرارت میں تبدیلی، l = چھڑی کی لمبائی

دونوں دھاتیں ایک ہی سائز کی ہیں لہذا A اور l کو مساوات سے ہٹا دیا گیا ہے۔

صحیح جواب ہے B۔

2. 2015/2016 SMA/MA فزکس قومی امتحان سوال نمبر 19

مندرجہ ذیل اعداد و شمار دھاتی سلاخوں کو دکھاتا ہے A اور B مختلف اقسام کے ایک سرے پر جڑے ہوئے ہیں۔

دونوں سلاخوں کا کراس سیکشنل ایریا یکساں ہے، لیکن A کی لمبائی B کی لمبائی سے دوگنا ہے اور A کا تھرمل کنڈکشن گتانک B کے مقابلے میں 3 گنا ہے۔ اگر A اور B کے آزاد سرے مختلف شدت کے درجہ حرارت کے تابع ہیں، تو جنکشن پر صحیح درجہ حرارت...

A. 60^oC

B. 64 ^o C

C. 70 ^o C

D. 76 ^o C

E. 78 ^o C

بحث

معلوم ہوا ہے کہ:

راڈ A = 3k کی تھرمل چالکتا

راڈ B = k کی تھرمل چالکتا

چھڑی کی لمبائی A = 2l

چھڑی کی لمبائی B = l

چھڑی کے کنارے کا درجہ حرارت A = 100 ^o C

چھڑی کے کنارے کا درجہ حرارت B = 40 ^o C

پوچھا: دونوں سلاخوں کے جوڑ پر درجہ حرارت

جواب:

ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کی شرح کا فارمولا:

تفصیل: Q/t = حرارت کی منتقلی کی شرح، k = تھرمل چالکتا، A = سطح کا رقبہ، T ₁ -T ₂ = درجہ حرارت میں تبدیلی، l = چھڑی کی لمبائی

دونوں سلاخوں کا ایک ہی کراس سیکشنل علاقہ ہے لہذا A کو مساوات سے ہٹا دیا گیا ہے۔

درست جواب ہے D.

3. 2014/2015 SMA/MA فزکس قومی امتحان سوال نمبر 14

مندرجہ ذیل بیان پر توجہ دیں:

(1) دھاتی چالکتا

(2) دھاتی سروں کے درمیان درجہ حرارت کا فرق

(3) دھات کی لمبائی

(4) دھاتی ماس

دھات میں حرارت کے پھیلاؤ کی شرح کا تعین کرنے والے عوامل یہ ہیں….

A. (1)، (2) اور (3)

B. (1) اور (4)

C. (2) اور (4)

D. (3) اور (4)

E. (4) صرف

بحث

دھات میں حرارت کی منتقلی ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی ہے۔ ترسیل کے ذریعہ حرارت کی منتقلی کی شرح کا فارمولا یہ ہے:

تفصیل: Q/t = حرارت کی منتقلی کی شرح، k = تھرمل چالکتا، A = سطح کا رقبہ، T ₁ -T ₂ = درجہ حرارت میں تبدیلی، l = چھڑی کی لمبائی

صحیح جواب ہے A۔