2018 A/L Physics Past Paper · Question 40 (Sinhala Medium)

Answer: (1) $90\ ^\circ\text{C}$

දී ඇති තොරතුරු

සියලු දඬුවලට එක ම දිග $l$ හා එක ම හරස්කඩ වර්ගඵලය $A_c$ ඇත.

$100\ ^\circ\text{C}$ කටාරයේ සිට $A$ වෙත දඬු තුනක්: $k_1 = 10$, $k_2 = 30$, $k_3 = 50\ \text{W m}^{-1}\text{K}^{-1}$.

$A$ සිට $0\ ^\circ\text{C}$ කටාරය වෙත එක් දණ්ඩක්: $k_1 = 10$.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: නොසැලෙන අවස්ථාවේ දී $A$ කටාරයේ උෂ්ණත්වය $\theta$.

අදාළ න්‍යාය

එනම් වස්තුවක සියලුම ලක්ෂ්‍යවල උෂ්ණත්ව නොසැලී පවතින විට එය අනවරත (නොසැලෙන) අවස්ථාවෙහි පවතී.

$K$ යන සමානුපාතික නියතය දණ්ඩ තනා ඇති ද්‍රව්‍යයේ තාප සන්නායකතාව ලෙස හැඳින්වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$\frac{Q}{t} = \frac{kA_c\,\Delta\theta}{l}$

$\left(\frac{Q}{t}\right)_{ඇතුළට} = \left(\frac{Q}{t}\right)_{පිටතට}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

පළමුව $A$ වෙත තාපය ගලා එන ශීඝ්‍රතාව ලියමු.

දඬු තුනට එක ම දිග හා එක ම වර්ගඵලය ඇත. එබැවින් ඒවායේ $k$ එකතු වේ.

$$10 + 30 + 50 = 90$$

$\left(\frac{Q}{t}\right)_{ඇතුළට} = \frac{A_c}{l}(10 + 30 + 50)(100 - \theta)$

$\tfrac{A_c}{l}\,90(100 - \theta)$

$\left(\frac{Q}{t}\right)_{ඇතුළට} = \frac{A_c}{l}\,90\,(100 - \theta)$

තර්කය / ගණනය

$\tfrac{A_c}{l}\,10\theta$

$\left(\frac{Q}{t}\right)_{පිටතට} = \frac{A_c}{l}\,10\,(\theta - 0)$

$90(100 - \theta) = 10\theta$

$9000 - 90\theta = 10\theta$

$90$

$\theta = \frac{9000}{100}$

$\theta = 90\ ^\circ\text{C}$. මෙය වරණය (1) යි.

පරීක්ෂා කිරීම

ඒකක පරීක්ෂා කරමු.

$k$ හි ඒකකය $\text{W m}^{-1}\text{K}^{-1}$. $A_c/l$ හි ඒකකය m. $\Delta\theta$ හි ඒකකය K.

$$\text{W m}^{-1}\text{K}^{-1} \times \text{m} \times \text{K} = \text{W}$$

දෙපැත්ත ම W වේ. එබැවින් $A_c/l$ දෙපැත්තෙන් ම ඉවත් වේ.

$100 * (k1 + k2 + k3) / (k1 + k2 + k3 + k1)$

ඇතුළු වන දඬු, පිට වන දණ්ඩට වඩා 9 ගුණයක් හොඳින් තාපය සන්නයනය කරයි.

එබැවින් $A$ උණුසුම් කටාරයට ආසන්න විය යුතු ය. $\theta = 90\ ^\circ\text{C}$ ගැළපේ.

නිගමනය

$\theta = 90\ ^\circ\text{C}$

$$90(100 - \theta) = 10\theta$$

එබැවින් $\theta = 90\ ^\circ\text{C}$.

පිළිතුර වරණය (1) යි.

එක ම දිග හා වර්ගඵලය ඇති දඬු පැත්තෙන් පැත්තට ඇත්නම්, ඒවායේ $k$ එකතු කර එක් දණ්ඩක් ලෙස සැලකිය හැකි ය.

නොසැලෙන අවස්ථාවේ දී ඇතුළු වන ශීඝ්‍රතාව පිට වන ශීඝ්‍රතාවට සමාන ය.

විභාග ඉඟිය