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

Answer: (5) $4$

வினா என்ன கேட்கிறது

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: உறுதி நிலையில் $AB$ இனூடாக வெப்பம் பாயும் வீதத்தை $AC$ இனூடான வீதத்தால் பிரித்த விகிதம்.

ஒரு கோலிலிருந்து மற்றதற்கு வீதம் எவ்வாறு மாறுகிறது என்பது மட்டுமே தேவை.

ஒவ்வோர் எழுத்தும் எதைக் குறிக்கிறது:

$\dfrac{\Delta Q}{\Delta t}$, $H$ ($\text{W}$): வெப்பப்பாய்ச்சல் வீதம்.

$K$ ($\text{W m}^{-1}\ \text{K}^{-1}$): வெப்பக் கடத்தாறு.

$A$ ($\text{m}^2$): கோலின் பரப்பு.

$l$ ($\text{m}$): கோலின் நீளம்.

$\theta_1$, $\theta_2$ ($^\circ\text{C}$): கோலின் இரு முனைகளிலும் உள்ள வெப்பநிலை.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

உறுதிநிலையில் வெப்பப்பாய்ச்சல் அச்சின் வழியேயிருப்பதால் எந்தவொரு P அல்லது R குறுக்கு வெட்டினூடாகவும் வெப்பபாய்ச்சல் வீதம் சமமாகும்.

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

விகிதசமமாறிலி K ஆனது கோலின் பதார்த்தத்தின் வெப்பக் கடத்தாறு எனப்படும்.

தேவையான சமன்பாடுகள்

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

காரணம் / கணக்கீடு

மாறாதவை: எல்லாக் கோல்களுக்கும் ஒரே பரப்பு $A$. ஒரே நீளம் $l$ (முக்கோணி சமபக்கமானது).

மாறுபவை: வெப்பக் கடத்தாறு $K$, கோலின் குறுக்கே உள்ள வெப்பநிலை வித்தியாசம்.

உதாரணமாக, சூடான தேநீரில் ஓர் உலோகக் கரண்டியின் முனையை வைத்தால், வெப்பம் கரண்டி வழியே உங்கள் கைக்கு வருகிறது.

நன்றாகக் கடத்தும் உலோகக் கரண்டி ஒரு செக்கனில் அதிக வெப்பத்தைக் கடத்தும். அதுவே பெரிய $K$.

தேநீர் மிகச் சூடாக இருந்தால் கரண்டியின் இரு முனைகளுக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வித்தியாசம் பெரிது. அப்போதும் ஒரு செக்கனில் அதிக வெப்பம் வரும்.

சொற்களில்: $K$ பெரிதாக இருந்தாலும், வெப்பநிலை வித்தியாசம் பெரிதாக இருந்தாலும் ஒரு செக்கனில் பாயும் வெப்பம் கூடும்.

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

வெப்பம் $A$ இலிருந்து $B$ இற்கு இரு பாதைகளில் செல்கிறது: நேரடியாக $AB$ வழியே, அல்லது $AC$ பின்னர் $CB$ வழியே.

உறுதி நிலையில் $AC$ இனூடாகவும் $CB$ இனூடாகவும் ஒரே வீதம் பாய்கிறது. அவற்றுக்கு ஒரே $K$ உம் ஒரே நீளமும் உண்டு.

எனவே அவை $100\ ^\circ\text{C}$ ஐச் சமமாகப் பகிர்கின்றன. $C$ இன் வெப்பநிலை $50\ ^\circ\text{C}$.

$A$ உம் $l$ உம் மாறாதபோது:

$AB$ இற்கும் $AC$ இற்கும் இடையிலான விகிதத்தை எடுக்க:

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

சுருக்குக:

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

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

$4$ என்பது (5) ஆம் விடை.

(4) ஆம் விடை $2$ வெப்பக் கடத்தாறை மட்டும் பயன்படுத்துகிறது. (1), (2) ஆம் விடைகள் தலைகீழானவை.

சரிபார்ப்பு

பரிமாணச் சரிபார்ப்பு:

இரு வீதங்களும் $K\dfrac{A\,\Delta\theta}{l}$, அலகு $\text{W}$. விகிதத்தில் $A$, $l$, அலகுகள் எல்லாம் நீங்குகின்றன.

எனவே விடை அலகற்ற எண். விடைகளும் அவ்வாறே உள்ளன.

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

விடை பொருத்தமானதா?

$AB$ இரு வழிகளில் முன்னிலை பெறுகிறது: இருமடங்கு நன்றாகக் கடத்துகிறது, இருமடங்கு வெப்பநிலை வித்தியாசமும் உண்டு.

$2 \times 2 = 4$. எனவே விகிதம் $2$ இலும் கூடுதலாக இருக்க வேண்டும்.

முடிவு

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

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

விடை (5).

தொடர் இணைப்பிலுள்ள கோல்கள் ஒரே வெப்பப்பாய்ச்சல் வீதத்தைக் கடத்தும். சமமான கோல்கள் வெப்பநிலை வித்தியாசத்தைச் சமமாகப் பகிரும்.

முதலில் இணைப்புப் புள்ளியின் வெப்பநிலையைக் காண்க. பின்னர் $K\dfrac{A\,\Delta\theta}{l}$ ஐப் பயன்படுத்துக.

பரீட்சைக் குறிப்பு