کدام در حجم و جرم برابر زودتر خنک میشود؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
عبدالرضا علي پور

نام: عبدالرضا علي پور

محل اقامت: بوشهر

عضویت : شنبه ۱۳۹۴/۷/۱۸ - ۰۰:۲۷


پست: 823

سپاس: 123

جنسیت:

کدام در حجم و جرم برابر زودتر خنک میشود؟

پست توسط عبدالرضا علي پور »

رهام1380 نوشته شده:
پنج‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۱۵ - ۰۸:۲۲
کره ، مکعب ، صفحه دایره ای هر سه تا 1000 درجه گرم می شوند. اول کدوم خنک میشه؟
با فرض اینکه هر سه از یک ماده تشکیل شده باشند و از همان حجم ماده ، صفحه دایره ای ابتدا خنک خواهد شد ، زیرا در بین 3 شکل داده شده بیشترین سطح را دارد. سطح بیشتر به این معنی است که سطح بیشتری در تماس با جو است.چون نسبت دما به زمان متناسب با مقطع میباشد .dT/dt=A که بیان کرده تابش قدرت مستقیماً با مساحت متناسب است ،ودر سطح بالاتر نیز بالاتر است ، انرژی ساطع شده در واحد زمان بالاتر است. از آنجا که صفحه دارای بالاترین مساحت از سه در نظر گرفتن حجم یکسان است ، بیشترین انرژی را در واحد زمان تابش می کند و از این رو سریعترین حالت را خنک می کند.البته نظر من این هست
سلام - اگر این 3 شکل در دوحالت سکون و یا دورانی با سرعت بالا باشند مثلا 30000rpm احتمالا صفحه دوار از همه زودتر حرارت خود را از دست میدهد

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 747

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

Re: کدام در حجم و جرم برابر زودتر خنک میشود

پست توسط rohamjpl »

اره همانطور که گفتم صفحه زودتر خنک میشه .در مورد دوران
اگر صفحه در فضا قرار بگیرد ، در صورت صفحه عمودی ، صفحه به جای دو سطح ، توسط دو سطح گرما را از دست می دهد که در صورت قرار گرفتن به صورت افقی ، این حالت را نشان می دهد. زیرا مولکول های هوا که با صفحات تماس می گیرند گرم می شوند و چگالی هوا کاهش می یابد. این هوای کم چگالی به دلیل نیروهای شناوری به سمت بالا حرکت می کند و هوای چگالی بالاتر (هوای سرد) با صفحه تماس می گیرد. این پدیده همرفت طبیعی (گردش هوا به دلیل اختلاف چگالی) به راحتی از دو سطح در صفحات عمودی صورت می گیرد اما در صورت وجود صفحه افقی ، هوا از رو به بالا می تواند به سمت بالا حرکت کند اما از رو به پایین صفحه مانع از بالا آمدن هوا می شود. بنابراین ، در صفحه افقی انتقال حرارت تا حدودی کمتر خواهد شد.حالا دوار باشد .ببینید میشه چرخ حرارتی بدون لانه زنبوری دیسک متحرک با تبادل انرژی یا آنتالپی با محیط و در نتیجه تغییر دما در محیط لذا زودتر خنک میشهi hope i helped roham hesami smile072 smile262 smile260
آخرین ویرایش توسط rohamjpl چهارشنبه ۱۴۰۰/۳/۵ - ۱۱:۴۱, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 747

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

Re: کدام در حجم و جرم برابر زودتر خنک میشود؟

پست توسط rohamjpl »

از آنجا که سطح مکعب برای ماده یکسان و جرم یکسان (برای یک حجم معین) از کره بیشتر است ، بنابراین مکعب سریعتر از کره خنک می شود.پاسخ این است: گزینه صفحه سریعترین و کره را با کمترین سرعت خنک می کند. به مقدار گرمای مورد نیاز برای افزایش دمای هر ماده از طریق یک کلوین ، ظرفیت گرمایی ماده گفته می شود.
مثال کدام یک از اجسام در هوای آزاد سریعتر خنک می شوند یکی در دمای 3000c یا در دمای 1000c؟
میزان خنک سازی با تغییر دما مستقیماً متناسب است. دمای 300 درجه سانتیگراد سریعتر خنک می شود. تفاوت دما بین سیستم و اطراف آن مستقیماً با نرخ خنک سازی متناسب است. بنابراین سیستم با 300 درجه سانتیگراد سریعتر خنک می شوداگر دو جسم ساخته شده از همان ماده در دمای 1000 درجه سانتیگراد و 1000 درجه سانتیگراد گرم شوند ، کدام یک سریعتر خنک می شود؟ چرا؟اگر همه پارامترها یکسان باشند و دمای محیط کمتر از1000 درجه سانتیگراد باشد و منظور شما از عبارت "سریعتر خنک" است که به دمای بالاتر از دمای محیط و کمتر از 1000درجه سانتیگراد می رسد ، در این صورت جسم 1000C سریعتر سرد می شود همانطور که جسم 3000C قبل از خنک شدن تا دمای نهایی باید زمان خود را تا 1000 درجه خنک کنند.
اگر همه چیز از مثال قبلی یکسان باشد ، به غیر از عبارت "سریعتر خنک" منظور شما این است که منفی ترین شیب اولیه نمودار دما نسبت به زمان (dT / dt) را خواهد داشت ، نمونه 1000C سریعتر خنک می شود ، زیرا همه موارد برابر هستند ، -dT / dt یک عملکرد افزایش یکنواخت از تفاوت بین دمای جسم و دمای محیط است.
اگر همه پارامترها یکسان نباشند و اجازه دهید یک پارامتر تغییر کند ، من می توانم مجموعه ای از پارامترهای یکسان دیگر را انتخاب کنم ، به طوری که سریعترین کلیدهای خنک کننده برای هر دو تعریف "سریعتر خنک شوند"
کدام یک کره جامد یا کره توخالی سریعتر خنک می کند؟در اینجا دو کره با شعاع یکسان وجود دارد اما یکی جامد است و دیگری توخالی است. هر دو در یک درجه حرارت گرم می شوند (بیشتر از دمای اتاق). که با سرعت بیشتری خنک می شود؟ من فکر می کنم هر دو کره با یک سرعت خنک می شوند ، زیرا کره توخالی نمی تواند گرمای داخل آن را از بین ببرد (زیرا دمای داخلی آن نیز همانند کره است) بنابراین هر دو کره غرق می شوند بنابراین باید با همان سرعت سرد شوند. با این حال پس از مدت زمان کمی سرعت آنها باید متفاوت باشد زیرا کره توخالی ممکن است انرژی کمتری داشته باشد. توضیح من مناسب استدر یک دما هر دو قدرت یکسانی را ساطع می کنند. اما یک توخالی ظرفیت گرمایی کمتری دارد ، بنابراین - با انتشار همان قدرت ، سریعتر خنک می شود.در واقع یک کره توخالی سریعتر خنک می شود ، زیرا سرعت خنک سازی با جرم کره متناسب است. و جرم یک کره جامد بیشتر از یک توخالی است بنابراین سرعت خنک کننده کمتر از کره توخالی است ، بنابراین کره توخالی با افزایش سرعت خنک شدن سریعتر سرد می شود.
به طور مشابه ، معادله (3) نشان می دهد که سرعت تغییر درجه حرارت کره توخالی با جرم آن متناسب عکس است ، بنابراین ، کره توخالی سریعتر از کره جامد سرد می شود.سطح: حجم و ارتباط آن با گرما من برای یک حیوان مثال میزنم ما با فرض کروی بودن حیوان شروع خواهیم کرد. در واقع محاسبه ای که من قصد توصیف آن را دارم اساساً همان شکل حیوان است که یکسان است ، اما انتخاب کره به معنای نوشتن فرمول های ساده است.
اگر شعاع حیوان کروی r باشد ، کل مساحت پوست آن سطح کره است:$A = 4 \pi r^2$ و حجم $V = \frac{4}{3}\pi r^3$که اینطور مینویسم $M = \rho V = \rho\frac{4}{3}\pi r^3$تحت اکثر شرایط حالت خنک کننده غالب همرفت است و میزان اتلاف گرما در واحد سطح پوست توسط قانون خنک کننده نیوتن آورده شده است:$$\frac{dQ}{dt} = k A \Delta T \tag{1}
جایی که ΔT تفاوت بین دمای حیوان و دمای هوای اطراف آن است و k یک ثابت است (از نظر فنی به عنوان فاکتور فاژ شناخته می شود) که به جزئیات نحوه وزش باد به اطراف حیوان بستگی دارد.
اکنون ، حیوان دارای یک گرمای خاص (متوسط) C خواهد بود ، و این به ما می گوید که با از دست دادن مقدار گرما δQ ، دمای حیوان چقدر کاهش می یابد:
$\delta T = \frac{\delta Q}{C M}$
میزان خنک شدن حیوان$ dT / dt $است و این را با تقسیم هر دو طرف معادله فوق بر$ δt $و اجازه می دهیم تغییرات$ δ$ کوچک شوند ، بنابراین آنها به دیفرانسیل تبدیل می شوند:$\frac{dT}{dt} = \frac{1}{CM} \frac{dQ}{dt}$
و ما قبلاً عبارتی برای $dQ / dt$ از معادله (1) بالا داریم. اگر این را جایگزین کنیم ، عبارتی برای میزان خنک سازی بدست می آوریم:
$\frac{dT}{dt} = \frac{1}{CM} k A \Delta T$
آخرین مرحله این است که جرم M و سطح پوست A را با معادلات بالا جایگزین کنید ، و برای مرتب کردن بیان چند مرتب سازی مجدد انجام دهید ، و ما بدست می آوریم:
$\frac{dT}{dt} = \frac{3k\Delta T}{C} \frac{1}{r}$
و از آنجا که k ، ΔT و C همه ثابتهایی هستند که بدست می آوریم:$\frac{dT}{dt} \propto \frac{1}{r}$
بنابراین سرعت خنک سازی با شعاع حیوان متناسب است. حیوانات بزرگ به آرامی و حیوانات کوچک به سرعت خنک می شوند.
اگرچه من با فرض کره بودن حیوان شروع کردم ، اما نتیجه فقط به نسبت سطح به حجم بستگی دارد و برای همه اشکال این مقیاس با اندازه معکوس است. بنابراین نتیجه در مورد هر شکل حیوان صدق می کند اگرچه ثابت های معادله با شکل تغییر می کنند. همچنین توجه داشته باشید که من محاسبه را با فرض رسانایی گرمایی حیوان به اندازه کافی بالا برده ام که دمای داخلی آن در همه جا ثابت است. در عمل پوست حیوان سرد می شود در حالی که هسته آن هنوز گرم است. هنوز هم ، محاسبه شما یک ایده اساسی در مورد اینکه چرا حیوانات بزرگتر کندتر از حیوانات کوچکتر خنک می شوند ، به شما می دهد.خوب راهنمایی من فیلم اموزشی زیر ببینید فیلم اموزشی جواب شما
سرعت خنک شدن بدن با حجم آن چگونه است؟من تعجب می کردم که چگونه دو بدنه ساخته شده از مواد یکسان و دارای سطح یکسان اما حجم های متفاوت ، با دمای مشابه گرم می شوند و سرد می شوند. آیا با همان سرعت خنک می شوند؟ من می دانم که قانون استفان بیان می کند که $E=\sigma A T^4$ بنابراین از نظر تئوری باید همان مقدار انرژی را در واحد زمان تابش کنند و از این رو با همان سرعت خنک شوند. اما آیا این نقض بقا در مصرف انرژی نیست؟ چگونه ممکن است دو بدن با انرژی گرمایی متفاوت (به دلیل حجم و جرم های مختلف) دارای سرعت خنک کنندگی یکسانی باشند؟1. مورد تلفات تابشی (فقط):
$\frac{dQ}{dt}=\sigma AT^4$
$dQ=mc_pdT$
$c_p$ ظرفیت حرارتی خاص جسم است. بنابراین میزان خنک کننده $\frac{dT}{dt}$
$\frac{dT}{dt}=\frac{\sigma A}{mc_p}T^4$
2. مورد تلفات همرفتی (فقط) (با $h$ ضریب انتقال حرارت و تا دمای$T_a$ محیط):
$\frac{dQ}{dt}=hA(T-T_a)$
دوباره ، با$dQ=mc_pdT$
$\frac{dT}{dt}=\frac{h A}{mc_p}(T-T_a)$
3. نتیجه گیری:
در هر دو مورد:
$\frac{dT}{dt} \propto \frac{A}{m}$
بنابراین در هر دو حالت ، همه چیزهای دیگر مساوی هستند ، اجسام با سطح بزرگتر سریعتر خنک می شوند ، اشیا با جرم بزرگتر کندتر خنک می شوند.
توجه داشته باشید که هر دو عبارت $\frac{dT}{dt}$به راحتی می توانند برای یافتن عبارات T (t) ادغام شوند.(الف) مقدار گرمای منتقل شده مستقیماً با تغییر دما متناسب است. برای دو برابر شدن تغییر دما در جرم، باید دو برابر گرما اضافه کنید. (ب) میزان گرمای منتقل شده نیز مستقیماً با جرم متناسب است. ... وابستگی به تغییر دما و جرم به راحتی قابل درک است.i hope i helped roham hesami smile260 smile072
تصویر

ارسال پست