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

એક સંયુક્ત સળિયામાં,અલગ-અલગ લંબાઈ અને સમાન આડછેદના ક્ષેત્રફળ ધરાવતા બે સળિયાઓને છેડેથી જોડવામાં આવે છે. જો $K$ એ સંયુક્ત સળિયાનો સમતુલ્ય ઉષ્મા વાહકતા ગુણાંક હોય,તો $\left( \frac{\ell_1 + \ell_2}{K} \right)$ કોના બરાબર થાય?

આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $R_1$ અને $R_2$ ઉષ્મીય અવરોધ ધરાવતી બે અવાહક શીટ્સ ધ્યાનમાં લો. જંકશન પરનું તાપમાન $\theta$ કેટલું હશે?

એક રીંગ જે $ADB$ અને $ACB$ એમ બે ભાગોની બનેલી છે,જેની ઉષ્માવાહકતા $k$ સમાન છે,તે $H$ જેટલી ઉષ્માનું વહન કરે છે. હવે $ADB$ ભાગને બીજા ધાતુના ભાગ સાથે બદલવામાં આવે છે,જ્યારે તાપમાન $T_1$ અને $T_2$ અચળ રાખવામાં આવે છે. વહન પામતી ઉષ્મા વધીને $2H$ થાય છે. નવા $ADB$ ભાગની ઉષ્માવાહકતા કેટલી હશે? આપેલ છે કે $\frac{l_{ACB}}{l_{ADB}} = 3$.

Difficult
View Solution

જુદા જુદા પદાર્થોની પરંતુ સમાન જાડાઈ ધરાવતી બે સ્લેબ $A$ અને $B$ ને એક સંયુક્ત સ્લેબ બનાવવા માટે છેડેથી જોડવામાં આવે છે. $A$ અને $B$ ની ઉષ્મીય વાહકતા અનુક્રમે $k_1$ અને $k_2$ છે. સંયુક્ત સ્લેબની આજુબાજુ $12^{\circ} C$ નો સ્થાયી તાપમાન તફાવત જાળવવામાં આવે છે. જો $k_1=\frac{k_2}{2}$ હોય,તો સ્લેબ $A$ ની આજુબાજુનો તાપમાન તફાવત કેટલો હશે ($^{\circ} C$ માં)?

સમાન લંબાઈ અને દ્રવ્યના બે સળિયાઓને છેડેથી જોડવામાં આવે છે. તેઓ $8 \ s$ માં ચોક્કસ ઉષ્માનું વહન કરે છે. જ્યારે તેમને સમાંતર જોડવામાં આવે છે,ત્યારે સમાન પરિસ્થિતિમાં તેટલી જ ઉષ્માનું વહન કરવા માટે લાગતો સમય કેટલો હશે ($s$ માં)?

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