Quando due estremità di un oggetto hanno diverse temperature, trasferimento di calore si verifica tra le due posizioni attraverso conduzione. Conduzione trasferisce energia termica, in Joule, fra le molecole in una sostanza dal loro movimento. Trasferimento di calore attraverso una barra dipende dalla temperatura alle estremità, la zona del suo lato, il tempo concesso per il trasferimento, la sua lunghezza e la sua conducibilità termica. Conducibilità termica quantifica quanto bene una sostanza conduce il calore in unità di watt per metro per kelvin. Materiali con maggiore conducibilità termiche trasferiscono di calore in modo più efficace.
Istruzioni
• Misurare la temperatura in gradi Celsius alle due estremità della barra. Ad esempio, le temperature potrebbero essere 20,0 gradi Celsius e 30,0 gradi Celsius.
• Sottrarre la temperatura inferiore da quello superiore per ottenere la differenza di temperatura in gradi Celsius. Eseguire questo passaggio conduce a 30,0 gradi Celsius meno 20,0 gradi Celsius, o 10,0 gradi Celsius.
• Convertire la differenza di temperatura in gradi kelvin aggiungendo 273.15. Ora la differenza di temperatura sarà rappresentata come 283,15 gradi kelvin.
• Misurare l'altezza e la larghezza della faccia laterale della barra in centimetri. Ad esempio, l'altezza potrebbe essere 10,0 cm e la larghezza potrebbe essere 15,0 cm. modificare queste misurazioni in metri dividendo per 100. L'altezza e la larghezza ormai 0,10 e 0,15 m, rispettivamente.
• Calcolare l'area, in metri quadrati, del lato del bar moltiplicando l'altezza e la larghezza insieme. Eseguire questo passaggio conduce a 0,10 m volte 0.15 m o un'area di 0,015 metri quadrati.
• Misurare la lunghezza della barra in centimetri e poi convertire in metri. Si supponga il bar lunghezza è 30,0 cm, che è uguale a 0,3 m.
• Misura il tempo processo di trasferimento del calore è consentire a verificarsi in pochi secondi. Ad esempio, il tempo potrebbe essere 130,0 secondi.
• Moltiplicare la differenza di temperatura per la zona al momento per la conducibilità termica del materiale. Chiamare questo risultato "x". Si supponga, per questo esempio, una barra di ferro con conducibilità termica di 79,5 watt per metro per kelvin. Così, avete 283,15 kelvin volte 0,015 metri quadrati volte secondi 130,0 volte 79,5 watt per metro per kelvin, che è uguale a volte metro 43.895,3 joule. Questo segue dal fatto che un watt equivale a un joule al secondo.
• Dividere per la lunghezza della barra per ottenere il trasferimento di calore in Joule. Completando l'esercizio produce metro volte 43.895,3 joule diviso da 0,3 m, che equivale a 146.317,7 Joule.
Consigli & Avvertenze
- Per una barra cilindrica, misurare il raggio, o il modulo di distanza dal centro del cerchio al suo bordo. Quindi moltiplicare 3.14 (Pi) volte il quadrato del raggio per ottenere l'area laterale.