ملف تدريبي: التوصيل الحراري

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب معدل انتقال الطاقة عبر الأجسام الصلبة نتيجة اختلاف درجات حرارة أسطح الجسم.

س١:

مُعدَّل انتقال الطاقة عَبْرَ جسم على شكل متوازي مستطيلات مُعامِل التوصيل الحراري له 15 W/m⋅℃ يساوي 600 W عند تسخين وجه مساحته 2.5 m2 من الجسم. انتقلت الطاقة عَبْرَ مسافة تساوي 0.25 m. أوجد الفرق في درجة الحرارة بين الوجه المُسخَّن للجسم والوجه المُقابِل. قرِّب إجابتك لأقرب رقمين معنويين.

س٢:

سُخِّن وجهٌ مساحته 5.0 m2 من جسم على شكل متوازي مستطيلات فأصبح له درجة حرارة ثابتة مقدارها 32 ℃. يُصنَع الجسم من مادةٍ مُعامِل التوصيل الحراري لها 6.4 W/m⋅℃. يَنقُل الجسمُ الطاقةَ إلى الوجه المُقابِل لوجهه المُسخَّن عَبْرَ مسافة مقدارها 16 cm؛ حيث تكون درجة الحرارة ثابتة عند 24 ℃. ما المُعدَّل الذي تنتقل به الطاقة عَبْرَ الجسم؟ قرِّب إجابتك لأقرب رقمين معنويين.

س٣:

جسم على شكل متوازي مستطيلات مُعامِل توصيله الحراري 5.5 W/m⋅℃ يساوي 180 W عند تسخين وجه الجسم الذي مساحته 2.0 m2. الفرق في درجة الحرارة بين وجه الجسم الذي يتعرَّض للتسخين والوجه المُقابِل 36℃. ما المسافة بين وجه الجسم الذي يتعرَّض للتسخين والوجه المُقابِل. قرِّب إجابتك لأقرب رقمين معنويين.

س٤:

أيُّ المعادلات الآتية تُمثِّل تمثيلًا صحيحًا مُعدَّل انتقال الطاقة 𝑄𝑡 في عملية توصيل حراري عَبْرَ متوازي مستطيلات مُصمَت مُعامِل توصيله الحراري 𝑘؟ تُنقَل الطاقة خلال الطول 𝑙 من أحد أوجه متوازي المستطيلات الذي مساحته 𝐴 ودرجة حرارته 𝑇 إلى الوجه المُقابِل الذي درجة حرارته 𝑇.

  • أ 𝑄 𝑡 = 𝑘 𝑙 𝐴 ( 𝑇 + 𝑇 )
  • ب 𝑄 𝑡 = 𝑘 𝑙 𝐴 ( 𝑇 𝑇 )
  • ج 𝑄 𝑡 = 𝑘 𝐴 𝑙 𝑇 𝑇 2
  • د 𝑄 𝑡 = 𝑘 𝐴 𝑙 ( 𝑇 𝑇 )

س٥:

مساحة غطاء جهاز إلكتروني 0.015 m2 وسُمكه 1.2 cm. مُعامِل التوصيل الحراري لمادة الغطاء 2.5 W/m⋅℃. تُحافِظ المُكوِّنات الإلكترونية داخل الجهاز على درجة حرارة الهواء داخله عند 75 ℃ ويتم الحفاظ على درجة حرارة هواء الغرفة التي يُخزَّن فيها الجهاز عند 20 ℃. ما كمية الحرارة التي تكتسبها الغرفة بواسطة الجهاز في زمن مقداره 3600 seconds؟ اكتب إجابتك بالkilojoules لأقرب رقمين معنويين.

س٦:

يتصل جدار من الطوب سُمكه 𝑑=45cm بطبقة كسوة سُمكها 𝑑=10cm، كما هو موضَّح في الشكل. درجة الحرارة 𝑇 لجانب الجدار المُقابِل للجانب المكسو 25.0 ℃. درجة الحرارة 𝑇 لجانب الجدار المتصل بالكسوة 12.5 ℃. درجة الحرارة 𝑇 لجانب الكسوة المُقابِل للجدار 2.5 ℃. تتغيَّر درجة الحرارة داخل الجدار والكسوة خطيًّا. ما النسبة بين التدرُّج في درجة الحرارة داخل الكسوة والتدرُّج في درجة الحرارة داخل الجدار؟

س٧:

جدار منزل له درجة حرارة ثابتة مقدارها 28C على جانبه الداخلي ودرجة حرارة ثابتة مقدارها 11C على جانبه الخارجي. مساحة سطح الجدار 8.2 m2 وسُمكه 25 cm. الجدار مصنوع من مادة مُعامِل التوصيل الحراري لها 1.5/WmC. ما مُعدَّل انتقال الحرارة عَبْرَ الجدار. قرِّب إجابتك لأقرب وات.

س٨:

معدل انتقال الطاقة عبر جسم على شكل متوازي مستطيلات معامل التوصيل الحراري له 2.5 W/m⋅℃ هو 500 W عندما يُسخَّن وجه الجسم ناقلًا الطاقة لمسافة 0.15 m عبر الجسم. الفرق في درجة الحرارة بين الوجه المُسخَّن للجسم والوجه المقابل هو 12 ℃. ما مساحة الوجه المُسخَّن؟ قرِّب إجابتك لأقرب رقمين معنويين.

س٩:

جسمان لهما مُعامِلا توصيل حراري مختلفان، متصلان من وجهَيْهما اللذين مساحة كلٍّ منهما 4.25 m2، كما هو موضَّح في الشكل. مُعدَّل انتقال الطاقة عَبْرَ الجسمين ثابت بسبب فرق درجة الحرارة الثابت لوجهَي الجسمين المُقابِلَيْنِ للوجهين المُتصلَيْنِ. مُعامِل التوصيل الحراري للجسم الأصغر 2.5 W/m⋅℃ ومُعامِل التوصيل الحراري للجسم الأكبر 4.5 W/m⋅℃. ما درجة الحرارة 𝑇 عند موضع اتصال الجسمين؟ قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.