வெப்பக் கடத்தல்: ஒரு கம்பு வழியாக வெப்ப ஓட்டம்

1 · கணிப்பு

ஒரு செம்புக் கம்பு, சூடான பொருளையும் குளிர்ந்த பொருளையும் இணைக்கிறது. தடிமனான கம்பை (அதிக குறுக்குவெட்டு பரப்பு) பயன்படுத்தினால், வெப்பம் அதன் வழியாக வேகமாகவா மெதுவாகவா செல்லும்?

• தடிமனான கம்பு வெப்பத்தை வேகமாக கடத்துகிறது — அதிக பரப்பு என்பது வெப்ப ஓட்டத்திற்கு அகலமான பாதை.
• தடிமனான கம்பு வெப்பத்தை மெதுவாக கடத்துகிறது.
• கம்பின் தடிமன் கடத்தல் வீதத்தை பாதிக்காது.

2 · அமைப்பு

1. கடத்தல்-கம்பு முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ஒரு செம்புக் கம்பு (k = 401 W/(m·K), நீளம் 0.1 m), 450 K பொருளையும் 300 K பொருளையும் இணைக்கிறது.
2. கடத்தியில் உள்ள வெப்ப-ஓட்ட-வீத வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கம்பின் குறுக்குவெட்டு பரப்பை அமைத்து வெப்ப-ஓட்ட வீதத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், குறுக்குவெட்டு பரப்பு A (x-அச்சு) எதிராக வெப்ப-ஓட்ட வீதம் Q̇ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு ஆதாரப் புள்ளி வழியாக நேர்கோடாக செல்கிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, k = 401 W/(m·K), ΔT = 150 K, L = 0.1 m பயன்படுத்தி Q̇ = kAΔT/L கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. ஃபூரியே விதியைப் பயன்படுத்தி, நிலையான வெப்பநிலை வேறுபாடு மற்றும் நீளத்தில், கம்பின் குறுக்குவெட்டு பரப்பை இரட்டிப்பாக்குவது வெப்ப ஓட்ட வீதத்தை ஏன் இரட்டிப்பாக்குகிறது என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. குறைந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன் கொண்ட பொருள் (கண்ணாடி போன்றது, k ≈ 0.8 W/(m·K)), அதே பரப்பு மற்றும் நீளத்திற்கு செம்பை (k = 401 W/(m·K)) விட மிக மெதுவாக வெப்பத்தை கடத்துகிறது. வீட்டு வெப்பக் காப்பு குறைந்த-k பொருட்களை ஏன் பயன்படுத்துகிறது என்று விளக்குங்கள்.
2. இந்த சோதனை பரப்பை மாற்றுகிறது, ஆனால் சூத்திரத்தின் பகுதியில் நீளம் L-உம் உள்ளது. கம்பின் நீளத்தை இரட்டிப்பாக்கினால் வெப்ப-ஓட்ட வீதம் இரட்டிப்பாகுமா பாதியாகுமா? நீண்ட பாதை வெப்ப ஓட்டத்தை ஏன் அதிகமாக எதிர்க்கிறது என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்