2021 A/L Physics Past Paper · Question 36 (Sinhala Medium)

Answer: (5) $4$

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුත්තේ: අනවරත අවස්ථාවේ දී $AB$ හරහා තාපය ගලා යාමේ ශීඝ්‍රතාව $AC$ හරහා ශීඝ්‍රතාවෙන් බෙදූ අනුපාතයයි.

එක් දණ්ඩක සිට අනෙකට ශීඝ්‍රතාව වෙනස් වන ආකාරය පමණක් දැනගත්තොත් ප්‍රමාණවත් ය.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}$, $H$ ($\text{W}$): තාපය ගලා යාමේ ශීඝ්‍රතාව.

$K$ ($\text{W m}^{-1}\ \text{K}^{-1}$): තාප සන්නායකතාව.

$A$ ($\text{m}^2$): දණ්ඩේ හරස්කඩ වර්ගඵලය.

$l$ ($\text{m}$): දණ්ඩේ දිග.

$\theta_1$, $\theta_2$ ($^\circ\text{C}$): දණ්ඩේ කෙළවර දෙකේ උෂ්ණත්වය.

අදාළ න්‍යාය

අනවරත අවස්ථාවේ දී දණ්ඩෙහි $P$ හෝ $R$ වැනි ඕනෑම හරස්කඩක් තුළින් තාපය ගලා යන ශීඝ්‍රතාව එක ම අගයකි. ඊට හේතුව තාපය අක්ෂීයව පමණක් ගලා යෑමයි.

$\therefore \frac{\Delta Q}{\Delta t} = K\frac{A(\theta_1 - \theta_2)}{l}$

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

අවශ්‍ය සමීකරණ

$\dfrac{\Delta Q}{\Delta t} = K\dfrac{A(\theta_1 - \theta_2)}{l}$

තර්කය / ගණනය

වෙනස් නොවන දේ: සියලු දඬුවලට එකම හරස්කඩ වර්ගඵලය $A$ සහ එකම දිග $l$ ඇත (ත්‍රිකෝණය සමපාද ය).

වෙනස් වන දේ: තාප සන්නායකතාව $K$ සහ දණ්ඩ හරහා උෂ්ණත්ව වෙනස.

උදාහරණයක් ලෙස, රත් වූ තේ එකක ලෝහ හැඳියක කෙළවරක් ගිල්වූ විට, හැඳිය දිගේ තාපය ඔබේ අතට එයි.

හොඳින් සන්නයනය කරන ලෝහයේ හැඳියක් තත්පරයකට වැඩි තාපයක් ගෙන යයි. ඒ විශාල $K$ ය.

තේ වඩා රත්ව තිබුණොත් හැඳියේ කෙළවර දෙක අතර උෂ්ණත්ව වෙනස විශාල ය. එවිටත් තත්පරයකට වැඩි තාපයක් ගලයි.

වචනවලින්: $K$ විශාල වූ විට සහ උෂ්ණත්ව වෙනස විශාල වූ විට තත්පරයකට ගලන තාපය වැඩි වේ.

$$\dfrac{\Delta Q}{\Delta t} \propto K(\theta_1 - \theta_2)$$

තාපය $A$ සිට $B$ දක්වා මාර්ග දෙකකින් යයි: කෙළින්ම $AB$ දිගේ, නැතහොත් $AC$ ඉන්පසු $CB$ දිගේ.

අනවරත අවස්ථාවේ දී $AC$ සහ $CB$ හරහා එකම ශීඝ්‍රතාවකින් තාපය ගලයි. ඒවාට එකම $K$ සහ එකම දිග ඇත.

එබැවින් ඒවා $100\ ^\circ\text{C}$ සමානව බෙදා ගනී. $C$ හි උෂ්ණත්වය $50\ ^\circ\text{C}$ වේ.

$A$ සහ $l$ නොවෙනස්ව ඇති විට:

$AB$ සහ $AC$ අනුපාතය ගන්න:

$$\dfrac{H_{AB}}{H_{AC}} = \dfrac{2K \times (100 - 0)}{K \times (100 - 50)}$$

සුළු කරන්න:

$$\dfrac{H_{AB}}{H_{AC}} = \dfrac{200}{50} = 4$$

විකල්ප පරීක්ෂා කිරීම

$4$ යනු (5) විකල්පයයි.

(4) විකල්පය $2$ තාප සන්නායකතාව පමණක් යොදයි. (1) සහ (2) උඩු යටිකුරු ය.

පරීක්ෂා කිරීම

මාන පරීක්ෂාව:

ශීඝ්‍රතා දෙකම $K\dfrac{A\,\Delta\theta}{l}$ වන අතර ඒකකය $\text{W}$ වේ. අනුපාතයේ දී $A$, $l$ සහ ඒකක කැපී යයි.

එබැවින් පිළිතුර ඒකක රහිත සංඛ්‍යාවකි. විකල්ප ද එසේම ය.

$(k2 * d1) / (k1 * d2)$

පිළිතුර ගැළපේ ද?

$AB$ ක්‍රම දෙකකින් ඉදිරියෙන් සිටී: එය දෙගුණයක් හොඳින් සන්නයනය කරයි, දෙගුණයක උෂ්ණත්ව වෙනසක් ද ඇත.

$2 \times 2 = 4$. එබැවින් අනුපාතය $2$ ට වඩා වැඩි විය යුතුය.

නිගමනය

$\dfrac{H_{AB}}{H_{AC}} = 4$

$\dfrac{H_{AB}}{H_{AC}} = \dfrac{2K \times 100}{K \times 50} = 4$.

පිළිතුර (5) යි.

ශ්‍රේණිගතව ඇති දඬු එකම ශීඝ්‍රතාවකින් තාපය ගෙන යයි. සමාන දඬු උෂ්ණත්ව වෙනස සමානව බෙදා ගනී.

පළමුව සන්ධියේ උෂ්ණත්වය සොයන්න. ඉන්පසු $K\dfrac{A\,\Delta\theta}{l}$ යොදන්න.

විභාග ඉඟිය