Hvordan beregne Heat Flow gjennom en Bar

Når to ender av en gjenstand som har forskjellige temperaturer, skjer varmeoverføring mellom de to steder gjennom ledning. Ledninger overfører varme energi i joule, mellom molekylene i et stoff som ved deres bevegelse. Varmeoverføring gjennom en tverr avhenger av temperaturen ved endene, befinner seg i sin side, tiden tillatt for overføring, dens lengde og dens varmeledningsevne. Varmeledningsevne kvantifiserer hvor godt et stoff leder varme i enheter av watt per meter per kelvin. Materialer med høyere varmeledningsevne overføre varme mer effektivt.

Bruksanvisning

1 Mål temperaturen i grader Celsius på de to endene av baren. For eksempel kan temperaturen være 20,0 grader Celsius og 30,0 grader Celsius.

2 Trekk fra den lavere temperatur av den høyere en for å oppnå temperaturforskjellen i grader Celsius. Utføre dette trinnet fører til 30,0 grader Celsius minus 20,0 grader Celsius eller 10,0 grader Celsius.

3 Konverter temperaturforskjellen til grader kelvin ved å legge til 273,15. Nå temperaturforskjellen vil være representert som 283.15 grader kelvin.

4 Mål høyden og bredden av sideflaten av stangen i centimeter. For eksempel kan høyden være 10,0 cm og bredden kan være 15,0 cm. Endre disse målingene til meters ved å dividere med 100. Nå høyden og bredden blir 0,10 m og 0,15 m, respektivt.

5 Beregne arealet, i kvadratmeter, av den side av stolpen ved å multiplisere høyde og bredde sammen. Utføre dette trinnet fører til 0,10 m ganger 0,15 m, eller et område på 0.015 kvadratmeter.

6 Mål lengden på baren i centimeter deretter konvertere til meter. Anta baren lengde er 30,0 cm, som tilsvarer 0,3 m.

7 Mål tiden varmeoverføringsprosessen er å tillate å skje i løpet av sekunder. For eksempel kan tiden være 130,0 sekunder.

8 Multiplisere temperaturforskjellen ved arealet av tiden ved den termiske ledningsevne for materialet. Ring dette resultatet "x". Anta, for eksempel en jernstang med varmeledningsevne på 79,5 watt per meter per kelvin. Så har du 283.15 Kelvin ganger 0.015 kvadratmeter ganger 130,0 sekunder ganger 79,5 watt per meter per kelvin, noe som tilsvarer 43,895.3 joule ganger meter. Dette følger av det faktum at en watt tilsvarer en joule per sekund.

9 Divideres med lengden av stangen for å oppnå varmeoverføring i joule. Fullfører øvelsen gir 43,895.3 joule ganger meter delt på 0,3 m, noe som tilsvarer 146,317.7 joule.

Hint

• For en sylindrisk stang, måle radius eller avstanden danner sentrum av sirkelen til dens kant. Deretter multiplisere 3,14 (Pi) ganger kvadratet av radius for å få siden området.