Konduksi Haba: Aliran Haba Melalui Satu Bar

1 · Ramal

Satu bar tembaga menyambungkan satu jasad panas dan satu jasad sejuk. Jika anda menggunakan bar lebih tebal (luas keratan rentas lebih besar), adakah haba mengalir melaluinya lebih pantas atau lebih perlahan?

• Bar lebih tebal mengkonduksi haba lebih pantas -- lebih banyak luas bermakna laluan lebih lebar bagi aliran haba.
• Bar lebih tebal mengkonduksi haba lebih perlahan.
• Ketebalan bar tidak menjejaskan kadar konduksi.

2 · Susun

1. Buka praset bar-konduksi dan tekan Set semula. Satu bar tembaga (k = 401 W/(m·K), panjang 0.1 m) menyambungkan satu jasad 450 K kepada satu jasad 300 K.
2. Aktifkan bacaan kadar-aliran-haba pada konduktor.
3. Tetapkan luas keratan rentas bar bagi setiap percubaan dan rekod kadar aliran haba.

3 · Kumpul Data

Plot kadar aliran haba Q̇ (paksi-y) melawan luas keratan rentas A (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira Q̇ = kAΔT/L menggunakan k = 401 W/(m·K), ΔT = 150 K, L = 0.1 m. Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan, menggunakan hukum Fourier, mengapa penggandaan luas keratan rentas bar menggandakan kadar aliran haba pada beza suhu dan panjang tetap.

5 · Lanjutkan

1. Bahan dengan kekonduksian haba rendah (seperti kaca, k ≈ 0.8 W/(m·K)) mengkonduksi haba jauh lebih perlahan daripada tembaga (k = 401 W/(m·K)) bagi luas dan panjang yang sama. Terangkan mengapa penebat rumah menggunakan bahan k-rendah.
2. Eksperimen ini mengubah luas, tetapi formula juga mempunyai panjang L dalam penyebut. Adakah penggandaan panjang bar menggandakan atau menyekurangkan kadar aliran haba? Terangkan mengapa laluan lebih panjang melawan aliran haba lebih banyak.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma