Thermal Conduction: Daloy ng Init sa Bar

1 · Humula

Ang bar ng tanso ang nagdudugtong sa mainit at malamig na katawan. Kung gagamit ka ng mas makapal na bar (mas malaking cross-sectional area), mas mabilis o mas mabagal ba dadaloy ang init dito?

• Mas mabilis mag-conduct ang mas makapal na bar — mas malaking area ay mas malawak na daan ng daloy.
• Mas mabagal mag-conduct ang mas makapal na bar.
• Hindi nakaaapekto ang kapal ng bar sa rate ng conduction.

2 · Mag-set Up

1. Buksan ang conduction-bar preset at pindutin ang I-reset. Ang bar ng tanso (k = 401 W/(m·K), haba 0.1 m) ang nagdudugtong sa 450 K na katawan at 300 K na katawan.
2. I-enable ang heat-flow-rate readout sa conductor.
3. Itakda ang cross-sectional area ng bar sa bawat trial at itala ang heat-flow rate.

3 · Mangulekta ng Data

I-plot ang heat-flow rate Q̇ (y-axis) laban sa cross-sectional area A (x-axis) para sa tatlong trial mo. Tuwid ba ang linya sa pinagmulan?

4 · Mag-analisa

1. Para sa isang trial, kalkulahin ang Q̇ = kAΔT/L gamit ang k = 401 W/(m·K), ΔT = 150 K, L = 0.1 m. Ihambing sa table.
2. Ipaliwanag, gamit ang batas ni Fourier, kung bakit idinadoble ng pagdoble sa cross-sectional area ng bar ang rate ng daloy ng init sa nakatakdang pagkakaiba ng temperatura at haba.

5 · Palawakin

1. Ang materyal na mababa ang thermal conductivity (gaya ng salamin, k ≈ 0.8 W/(m·K)) ay mas mabagal mag-conduct ng init nang husto kaysa tanso (k = 401 W/(m·K)) para sa parehong area at haba. Ipaliwanag kung bakit gumagamit ng low-k na materyales ang insulation ng bahay.
2. Binabago ng experiment na ito ang area, pero may haba ring L sa denominator ang formula. Idoble o hahatiin kaya sa dalawa ng pagdoble sa haba ng bar ang heat-flow rate? Ipaliwanag kung bakit mas lumalaban ang mas mahabang daan sa daloy ng init.

Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito

← Bumalik sa experiment