એક લોખંડનો સળિયો $(L_{1}=0.1 \; m, A_{1}=0.02 \; m^{2}, K_{1}=79 \; W m^{-1} K^{-1})$ અને એક પિત્તળનો સળિયો $(L_{2}=0.1 \; m, A_{2}=0.02 \; m^{2}, K_{2}=109 \; W m^{-1} K^{-1})$ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ છેડાથી છેડા જોડેલા છે. લોખંડના સળિયા અને પિત્તળના સળિયાના મુક્ત છેડાઓ અનુક્રમે $373 \; K$ અને $273 \; K$ તાપમાને રાખવામાં આવ્યા છે. આ માટેના સૂત્રો મેળવો અને ગણતરી કરો:
$(i)$ બંને સળિયાના જંકશનનું તાપમાન,
$(ii)$ સંયુક્ત સળિયાની સમતુલ્ય ઉષ્મા વાહકતા,અને
$(iii)$ સંયુક્ત સળિયામાંથી પસાર થતો ઉષ્મા પ્રવાહ.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) આપેલ છે: $L_{1}=L_{2}=L=0.1 \; m$,$A_{1}=A_{2}=A=0.02 \; m^{2}$,$K_{1}=79 \; W m^{-1} K^{-1}$,$K_{2}=109 \; W m^{-1} K^{-1}$,$T_{1}=373 \; K$,$T_{2}=273 \; K$.
સ્થાયી અવસ્થામાં,લોખંડના સળિયામાંથી પસાર થતો ઉષ્મા પ્રવાહ $(H_{1})$ એ પિત્તળના સળિયામાંથી પસાર થતા ઉષ્મા પ્રવાહ $(H_{2})$ જેટલો હોય છે.
$H = H_{1} = H_{2} = \frac{K_{1} A (T_{1}-T_{0})}{L} = \frac{K_{2} A (T_{0}-T_{2})}{L}$
$(i)$ જંકશન તાપમાન $T_{0}$:
$K_{1}(T_{1}-T_{0}) = K_{2}(T_{0}-T_{2})$
$T_{0} = \frac{K_{1} T_{1} + K_{2} T_{2}}{K_{1} + K_{2}} = \frac{(79 \times 373) + (109 \times 273)}{79 + 109} = \frac{29467 + 29757}{188} = \frac{59224}{188} \approx 315 \; K$.
$(ii)$ સમતુલ્ય ઉષ્મા વાહકતા $K'$:
શ્રેણી જોડાણ માટે,$\frac{2L}{K'} = \frac{L}{K_{1}} + \frac{L}{K_{2}} \implies \frac{2}{K'} = \frac{1}{K_{1}} + \frac{1}{K_{2}} = \frac{K_{1}+K_{2}}{K_{1} K_{2}}$
$K' = \frac{2 K_{1} K_{2}}{K_{1}+K_{2}} = \frac{2 \times 79 \times 109}{79 + 109} = \frac{17222}{188} \approx 91.6 \; W m^{-1} K^{-1}$.
$(iii)$ ઉષ્મા પ્રવાહ $H$:
$H = \frac{K' A (T_{1}-T_{2})}{2L} = \frac{91.6 \times 0.02 \times (373 - 273)}{2 \times 0.1} = \frac{91.6 \times 0.02 \times 100}{0.2} = \frac{183.2}{0.2} = 916 \; W$.

Explore More

Similar Questions

આંતરિક ત્રિજ્યા $R$ અને બાહ્ય ત્રિજ્યા $2R$ ધરાવતો એક પોલો ગોળો $K$ ઉષ્મા વાહકતા ધરાવતા પદાર્થનો બનેલો છે. તેની આસપાસ $2R$ આંતરિક ત્રિજ્યા અને $3R$ બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતો બીજો પોલો ગોળો છે જે સમાન ઉષ્મા વાહકતા $K$ ધરાવતા પદાર્થનો બનેલો છે. નાના ગોળાની અંદરનું તાપમાન $0^oC$ અને મોટા ગોળાની બહારનું તાપમાન $100^oC$ જાળવી રાખવામાં આવે છે. તંત્ર સ્થાયી અવસ્થામાં છે. આંતરપૃષ્ઠનું તાપમાન ........ $^oC$ હશે.

$R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા નળાકારને $R$ આંતરિક ત્રિજ્યા અને $2R$ બાહ્ય ત્રિજ્યા ધરાવતી નળાકાર કવચ વડે ઘેરાયેલ છે. અંદરના નળાકારના દ્રવ્યની ઉષ્મા વાહકતા $K_1$ છે અને બહારના નળાકારની ઉષ્મા વાહકતા $K_2$ છે. ઉષ્માનો વ્યય થતો નથી તેમ ધારીએ તો,નળાકારની લંબાઈની દિશામાં વહેતી ઉષ્મા માટે તંત્રની અસરકારક ઉષ્મા વાહકતા કેટલી થાય?

એક દીવાલ આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $d$ લંબાઈ અને અનુક્રમે $K_{1}$ અને $K_{2}$ ઉષ્મા વાહકતાના ગુણાંક ધરાવતા વૈકલ્પિક બ્લોક્સની બનેલી છે. બ્લોક્સના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ સમાન છે. ડાબી અને જમણી બાજુ વચ્ચે દીવાલનો સમતુલ્ય ઉષ્મા વાહકતાનો ગુણાંક કેટલો હશે?

$K_1$ અને $K_2$ ઉષ્મીય વાહકતાના ગુણાંક અને $A_1$ અને $A_2$ આડછેદના ક્ષેત્રફળ ધરાવતી સમાન જાડાઈની બે પ્લેટો આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ જોડાયેલ છે. અસરકારક ઉષ્મીય વાહકતાનો ગુણાંક $K_{eq}$ શોધો.

Difficult
View Solution

સમાન જાડાઈની બે ધાતુની પ્લેટોની ઉષ્મીય વાહકતા અનુક્રમે $K_1$ અને $K_2$ છે. તેમને એકબીજા સાથે જોડીને એક પ્લેટ બનાવવામાં આવે છે. આ સંયુક્ત પ્લેટની સમતુલ્ય ઉષ્મીય વાહકતા .......... થશે.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo