சூரியனின் வெப்பம் வெற்றிடத்தைக் கடந்து பூமியை எப்படி அடைகிறது? கொதிக்கும் பானையில் நீர் ஏன் சுழல்கிறது? உலோகக் கரண்டியின் கைப்பிடி ஏன் சூடாகிறது? வெப்பம் கடத்தல், சலனம், கதிர்வீச்சு ஆகிய மூன்று வழிகளில் பரவுகின்றது; இவற்றுள் ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு வழிமுறையில் நிகழ்கின்றது.
1. மூன்று வழிகள்
| முறை | எப்படி | ஊடகம் |
|---|---|---|
| கடத்தல் (conduction) | துகள்கள் தம் இடத்திலேயே அதிர்ந்து, அண்டையிலுள்ள துகளுக்குச் சக்தியைக் கடத்துகின்றன. உலோகங்களில் கட்டற்ற இலத்திரன்கள் சக்தியை வேகமாகக் கடத்துகின்றன. | முக்கியமாகத் திண்மம் |
| சலனம் (convection) | சூடான பாய்மம் அடர்த்தி குறைவதால் மேலெழும்புகின்றது; குளிர்ந்த பாய்மம் கீழிறங்குகின்றது. இவ்வாறு உருவாகும் சுழற்சி சலன மின்னோட்டம் (convection current) எனப்படும். | திரவம் அல்லது வாயு |
| கதிர்வீச்சு (radiation) | சக்தி மின்காந்த அலைகளாக (அகச்சிவப்புக் கதிர்களாக) பரவுகின்றது; இதற்கு ஊடகம் தேவையில்லை. | வெற்றிடத்திலும் (சூரியன்→பூமி) |
2. நிலைநிலைக் கடத்தல் (steady-state conduction)
Conduction rate
Q/t = kA(Δθ)/Lஇங்கு k என்பது வெப்பக் கடத்துத்திறன் (thermal conductivity, W m⁻¹ K⁻¹); A குறுக்குவெட்டுப் பரப்பு; L தடிப்பு; Δθ இரு பக்கங்களுக்கும் இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடு ஆகும். எனவே பரப்பு அதிகமாகவும், தடிப்புக் குறைவாகவும், k பெரிதாகவும் உள்ள பொருள் வெப்பத்தை வேகமாகக் கடத்துகின்றது. இதனாலேயே சமையல் பாத்திரம் k அதிகமுள்ள அலுமினியத்தாலும், கைப்பிடி k குறைவான பிளாஸ்டிக்கினாலும் செய்யப்படுகின்றன.
அன்றாட இணைப்பு
கறுப்பு நிறமான கரடுமுரடான மேற்பரப்பு கதிர்வீச்சை நன்கு உமிழ்வதுடன் நன்கு உறிஞ்சவும் செய்கின்றது; பளபளப்பான வெள்ளை மேற்பரப்பு இவ்விரண்டிலும் மோசமானது, ஆனால் அது நல்ல எதிரொளிப்பி ஆகும். தெர்மோஸ் குடுவை மூன்று வழிகளையும் தடுக்கின்றது: இடைவெளியிலுள்ள வெற்றிடம் கடத்தலையும் சலனத்தையும் தடுக்கின்றது, வெள்ளிப் பூச்சு கதிர்வீச்சைத் தடுக்கின்றது, மூடி குடுவையின் வாயினூடாக நிகழும் வெப்ப இழப்பைத் தடுக்கின்றது.
3. தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
எ.கா. தரப்பட்ட தரவுகள்: A = 2 m², L = 0.01 m, k = 0.8 W m⁻¹ K⁻¹, Δθ = 20 K (கண்ணாடி யன்னல்).
படி 1: Q/t = kAΔθ/L.
படி 2: Q/t = (0.8 × 2 × 20)/0.01.
இறுதி முடிவு: Q/t = 3200 W. தடிப்பு (L) இரட்டிப்பானால், கடத்தல் வீதம் பாதியாகும்.
தேர்வாளர் குறிப்பு
- கதிர்வீச்சு மட்டுமே வெற்றிடத்தினூடாகச் செல்லும்.
- சலனம் திரவத்திலும் வாயுவிலும் மட்டுமே நிகழும்; திண்மத்தில் நிகழாது.
- Q/t ∝ 1/L ஆதலால், தடித்த சுவரும் காற்று இடைவெளியும் நல்ல வெப்பத் தடுப்பாகச் (insulation) செயற்படுகின்றன.
4. தேர்வுப் பாணி வினா
வினா
குளிர்சாதனப் பெட்டியின் உறைதல் பகுதி (freezer) ஏன் மேலே வைக்கப்படுகிறது?
விடையைக் காண்க
மேலே குளிர்ந்த காற்று அடர்த்தி கூடி கீழிறங்கி மொத்தப் பெட்டியையும் சலனத்தால் (convection) குளிர்விக்கும். கீழே வைத்தால் குளிர் காற்று கீழேயே தங்கும்.
🎯 MCQ பயிற்சி — 20 கேள்விகள்
விடையைத் தெரிவுசெய்யவும் — பின்னர் ஒவ்வொரு விருப்பத்துக்கும் ஏன் சரி / தவறு எனும் விளக்கமும் ஆழமான விளக்கமும் (deep explanation) தோன்றும்.
Q1 / 20
★★★★★
வெப்பக் கடத்தலின் மூன்று முறைகள்?
(1) கடத்தல், சலனம், கதிர்வீச்சு / conduction, convection, radiation
சரி.
(2) உருகல், கொதித்தல், ஆவியாதல் / melting, boiling, evaporation
அவை நிலை மாற்றங்கள்.
(3) கடத்தல், உறிஞ்சல், எதிரொளிப்பு
தவறு.
(4) அழுத்தம், கனவளவு, வெப்பம்
தவறு.
(5) மின்சாரம், காந்தம், ஒளி
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): கடத்தல் (conduction), சலனம் (convection), கதிர்வீச்சு (radiation) — மூன்றும் வெப்பம் கடத்தும் வழிகள்.
Q2 / 20
★★★★★
வெற்றிடத்தினூடாகச் செல்லக்கூடிய ஒரே வெப்பக் கடத்தல் முறை?
(1) கடத்தல் / conduction
ஊடகம் தேவை.
(2) சலனம் / convection
ஊடகம் தேவை.
(3) கதிர்வீச்சு / radiation
சரி — மின்காந்த அலைகள்.
(4) அனைத்தும் / all
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): கதிர்வீச்சு மின்காந்த அலைகளாக (அகச்சிவப்பு) பரவுவதால் ஊடகம் தேவையில்லை — சூரியன்→பூமி இவ்வாறே.
Q3 / 20
★★★★★
நிலைநிலைக் கடத்தல் (steady-state conduction) சூத்திரம்?
(1) Q/t = kAΔθ/L
சரி — Q/t = kAΔθ/L.
(2) Q/t = kLΔθ/A
A, L இடம்மாறி.
(3) Q/t = kA/(LΔθ)
தவறு.
(4) Q/t = AΔθ/(kL)
k இடம்மாறி.
(5) Q/t = kAL Δθ
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t = kAΔθ/L; k = வெப்பக் கடத்துத்திறன், A = பரப்பு, Δθ = வெப்பநிலை வேறுபாடு, L = தடிப்பு.
Q4 / 20
★★★★★
சலனம் (convection) நிகழ்வது?
(1) திண்மங்களில் மட்டும் / solids only
திண்மத்தில் இல்லை.
(2) பாய்மங்களில் (திரவம்/வாயு) / fluids (liquids/gases)
சரி.
(3) வெற்றிடத்தில் / a vacuum
இல்லை.
(4) மின்கடத்திகளில் மட்டும் / conductors only
இல்லை.
(5) எங்கும் / everywhere
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சலனம்: சூடான பாய்மம் (குறை அடர்த்தி) மேலெழும்பி, குளிர்ந்தது கீழிறங்கி சலன மின்னோட்டம் (convection current). திண்மத்தில் துகள்கள் நகராததால் சலனம் இல்லை.
Q5 / 20
★★★★☆
கடத்தலில் (conduction) வெப்பம் எவ்வாறு கடத்தப்படுகிறது?
(1) துகள்கள் இடம்பெயர்தல் / particles moving to a new place
அது சலனம்.
(2) துகள்கள் தம் இடத்தில் அலைந்து அண்டைக்குச் சக்தி தருதல் (உலோகத்தில் கட்டற்ற இலத்திரன்) / particles vibrating in place passing energy on (free electrons in metals)
சரி.
(3) அலைகள் வழியே / by waves only
அது கதிர்வீச்சு.
(4) பாய்ம இயக்கம் / fluid motion
அது சலனம்.
(5) ஒளி / light
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): கடத்தல்: துகள்கள் தம் இடத்திலேயே அலைந்து அண்டைத் துகளுக்குச் சக்தியைக் கடத்துகின்றன; உலோகங்களில் கட்டற்ற இலத்திரன்கள் வேகமாகக் கடத்துவதால் அவை நல்ல கடத்திகள்.
Q6 / 20
★★★★☆
A=2 m², L=0.01 m, k=0.8, Δθ=20 K கண்ணாடி யன்னலில் வெப்பக் கடத்தல் வீதம்?
(1) 3200 W
சரி — 0.8×2×20/0.01=3200.
(2) 320 W
தவறு.
(3) 1600 W
தவறு.
(4) 160 W
தவறு.
(5) 6400 W
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t = kAΔθ/L = (0.8×2×20)/0.01 = 32/0.01 = 3200 W.
Q7 / 20
★★★★☆
நல்ல கதிர்வீச்சி & உறிஞ்சி (radiator/absorber) மேற்பரப்பு?
(1) பளபளப்பான வெள்ளை / shiny white
மோசம் — எதிரொளிப்பி.
(2) கறுப்பு, கரடுமுரடான / black and rough
சரி.
(3) கண்ணாடி போன்ற / mirror-like
மோசம்.
(4) வெள்ளி பூசிய / silvered
மோசம்.
(5) வெளிப்படை / transparent
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): கறுப்பு, கரடுமுரடான மேற்பரப்பு சிறந்த கதிர்வீச்சி & உறிஞ்சி; பளபளப்பான/வெள்ளை மேற்பரப்பு மோசம் (நல்ல எதிரொளிப்பி).
Q8 / 20
★★★★☆
தெர்மோஸ் குடுவை (vacuum flask) வெப்பத்தைத் தடுப்பது எப்படி?
(1) ஒரே முறையை மட்டும் தடுக்கிறது / blocks only one mode
இல்லை — மூன்றையும்.
(2) வெற்றிடம் (கடத்தல்/சலனம்), வெள்ளிப் பூச்சு (கதிர்வீச்சு), மூடி / vacuum (conduction/convection), silvered walls (radiation), stopper
சரி.
(3) வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது / creates heat
இல்லை.
(4) மின்சாரம் பயன்படுத்துகிறது / uses electricity
இல்லை.
(5) நிறத்தால் / by colour
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): தெர்மோஸ்: வெற்றிடம் (கடத்தல் & சலனம் தடை), வெள்ளிப் பூச்சு (கதிர்வீச்சு எதிரொளிப்பு), மூடி (சலனம்/ஆவியாதல் தடை) — மூன்று முறைகளையும் குறைக்கிறது.
Q9 / 20
★★★★☆
குளிர்சாதனப் பெட்டியின் உறைதல் பகுதி (freezer) மேலே வைக்கப்படுவது ஏன்?
(1) எடைக்கு / for weight
இல்லை.
(2) மேலே குளிர்ந்த காற்று அடர்த்தி கூடிக் கீழிறங்கி சலனத்தால் முழுப் பெட்டியையும் குளிர்விக்கும் / cold air at the top sinks, cooling the whole cabinet by convection
சரி.
(3) அழகுக்கு / for looks
இல்லை.
(4) மின்சாரம் சேமிக்க / to save power
இல்லை.
(5) கதவுக்காக / for the door
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மேலே குளிர்ந்த காற்று அடர்த்தி கூடிக் கீழிறங்கி, சூடான காற்று மேலெழும்பி சலன மின்னோட்டம் ஏற்படுகிறது → பெட்டி முழுவதும் குளிர்கிறது.
Q10 / 20
★★★★☆
வெப்பக் கடத்துத்திறன் k-இன் அலகு?
(1) W m⁻¹ K⁻¹
சரி — W m⁻¹ K⁻¹.
(2) W m K
தவறு.
(3) W m⁻² K⁻¹
அது u-மதிப்பு போல.
(4) J K⁻¹
அது வெப்பக் கொள்ளளவு.
(5) W
அது வலு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t = kAΔθ/L → k = (Q/t)L/(AΔθ) → W·m/(m²·K) = W m⁻¹ K⁻¹.
Q11 / 20
★★★☆☆
சமையல் பாத்திரம் அலுமினியம், கைப்பிடி பிளாஸ்டிக் — ஏன்?
(1) அழகு / looks
இல்லை.
(2) அலுமினியம் உயர் k (வேகக் கடத்தல்), பிளாஸ்டிக் குறை k (கைக்கு வெப்பம் இல்லை) / aluminium high k (fast conduction), plastic low k (handle stays cool)
சரி.
(3) எடை / weight
இல்லை.
(4) மலிவு / cost
இல்லை.
(5) நிறம் / colour
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): அலுமினியம் உயர் k → உணவைச் சூடாக்க விரைவு; பிளாஸ்டிக் குறை k (காப்பான்) → கைப்பிடி குளிராக இருந்து கையைக் காக்கிறது.
Q12 / 20
★★★★☆
கடத்தல் வீதம் தடிப்புடன் (L) எவ்வாறு மாறும்?
(1) Q/t ∝ L
தலைகீழ்.
(2) Q/t ∝ 1/L
சரி — Q/t ∝ 1/L.
(3) Q/t ∝ L²
தவறு.
(4) மாறாது / unchanged
இல்லை.
(5) Q/t ∝ √L
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t = kAΔθ/L ∝ 1/L. தடிப்பு இரட்டிப்பானால் கடத்தல் பாதியாகும் → தடித்த சுவர்/காற்று இடைவெளி நல்ல வெப்பத் தடுப்பு.
Q13 / 20
★★★☆☆
நிலக்காற்று/கடற்காற்று (land/sea breeze) எந்த முறை?
(1) கடத்தல் / conduction
இல்லை.
(2) சலனம் / convection
சரி — காற்று சலனம்.
(3) கதிர்வீச்சு / radiation
இல்லை.
(4) உறைதல் / freezing
இல்லை.
(5) மறை வெப்பம் / latent heat
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): பகலில் நிலம் வேகமாகச் சூடாகி அதன் மேல் காற்று மேலெழும்ப, கடலிலிருந்து குளிர்காற்று வருகிறது (கடற்காற்று) — சலன மின்னோட்டம்.
Q14 / 20
★★★☆☆
கோடை உடைகள் வெளிர் நிறமாக இருப்பது ஏன்?
(1) வேகமாக உலரும் / dry fast
இல்லை.
(2) வெளிர்/பளபளப்பு கதிர்வீச்சை எதிரொளித்து குறைவாக உறிஞ்சும் / light/shiny reflects radiation, absorbs less
சரி.
(3) மலிவு / cheap
இல்லை.
(4) எடை குறைவு / light weight
இல்லை.
(5) அழகு / fashion
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வெளிர் நிற மேற்பரப்பு வெப்பக் கதிர்வீச்சை எதிரொளித்து குறைவாக உறிஞ்சுகிறது → உடல் குளிராக இருக்கும். கறுப்பு அதிகம் உறிஞ்சும்.
Q15 / 20
★★★★☆
கடத்தல் வீதம் பரப்புடன் (A) & வெப்பநிலை வேறுபாட்டுடன் (Δθ)?
(1) 1/A, 1/Δθ
தலைகீழ் அல்ல.
(2) நேர்விகிதம் இரண்டிலும் / directly with both
சரி — Q/t ∝ A, ∝ Δθ.
(3) A², Δθ²
வர்க்கம் அல்ல.
(4) மாறாது
இல்லை.
(5) 1/A, Δθ
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t = kAΔθ/L → பரப்பு A & வெப்பநிலை வேறுபாடு Δθ இரண்டிற்கும் நேர்விகிதம்; தடிப்பு L-க்குத் தலைகீழ்.
Q16 / 20
★★★☆☆
இரட்டை-கண்ணாடி யன்னல் (double glazing) வெப்ப இழப்பைக் குறைப்பது எப்படி?
(1) கனமான கண்ணாடி / thicker glass
ஓரளவு ஆனால் முதன்மை அல்ல.
(2) இடைப்பட்ட காற்று/வாயு அடுக்கு குறை k → குறை கடத்தல் / a trapped air/gas layer of low k → less conduction
சரி.
(3) கறுப்பு பூச்சு / black coating
இல்லை.
(4) மின்சூடேற்றி / a heater
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / nothing
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இரு கண்ணாடிகளுக்கிடையே சிக்கிய காற்று/வாயு குறை வெப்பக் கடத்துத்திறன் கொண்டது → கடத்தல் இழப்பு பெருமளவு குறைகிறது (காற்று சலனம் தடுக்கப்படுகிறது).
Q17 / 20
★★★☆☆
சூரியனின் வெப்பம் பூமியை அடைவது எந்த முறை?
(1) கடத்தல் / conduction
வெற்றிடம், முடியாது.
(2) சலனம் / convection
வெற்றிடம், முடியாது.
(3) கதிர்வீச்சு / radiation
சரி — மின்காந்த அலைகள்.
(4) மூன்றும் / all three
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சூரியன்-பூமி இடைவெளி வெற்றிடம்; கடத்தல்/சலனம் முடியாது. கதிர்வீச்சு (மின்காந்த அலைகள்) மட்டுமே ஊடகமின்றிப் பரவுகிறது.
Q18 / 20
★★★☆☆
திண்மங்களில் வெப்பம் பரவாத முறை?
(1) கடத்தல் / conduction
திண்மத்தில் முதன்மை.
(2) சலனம் / convection
சரி — துகள்கள் நகராது.
(3) கதிர்வீச்சு / radiation
நடக்கும்.
(4) அனைத்தும் / all
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சலனத்துக்கு துகள்கள் இடம்பெயர வேண்டும்; திண்மத்தில் துகள்கள் நிலையாக இருப்பதால் சலனம் இல்லை (கடத்தல்/கதிர்வீச்சு உண்டு).
Q19 / 20
★★★★☆
ஒரு சுவரின் தடிப்பு இரட்டிப்பாக்கி, பரப்பு பாதியாக்கினால் கடத்தல் வீதம்?
(1) மாறாது / unchanged
இல்லை.
(2) கால் பங்கு / a quarter
சரி — (1/2)×(1/2)=1/4.
(3) இரட்டிப்பு / double
இல்லை.
(4) நான்கு மடங்கு / four times
இல்லை.
(5) பாதி / half
ஒரு காரணி மட்டும்.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): Q/t ∝ A/L. A→A/2 (×½) மற்றும் L→2L (×½) → மொத்தம் ×¼. கடத்தல் கால் பங்காகும்.
Q20 / 20
★★★☆☆
வீட்டுக் கூரையில் மேலுறை (loft insulation) எதைக் குறைக்கிறது?
(1) கதிர்வீச்சு மட்டும் / radiation only
போதாது.
(2) கடத்தல் & சலனம் (சிக்கிய காற்று குறை k) / conduction & convection (trapped low-k air)
சரி.
(3) மின்சாரம் / electricity
இல்லை.
(4) ஒலி / sound
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / nothing
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மேலுறைப் பொருளில் (கம்பளி/நுரை) சிக்கிய காற்று குறை வெப்பக் கடத்துத்திறன் கொண்டது → கடத்தல் & சலன இழப்பைக் குறைக்கிறது.
📝 கட்டமைக்கப்பட்ட வினாக்கள் — 3
கட்டமைப்பு வினா 1
7 புள்ளி
ஒரு செங்கல் சுவர் A=10 m², L=0.2 m, k=0.6 W m⁻¹ K⁻¹. உள்/வெளி வெப்பநிலைகள் 22°C, 7°C.
(a) வெப்பக் கடத்தல் வீதத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
Q/t = kAΔθ/L = (0.6×10×15)/0.2
= 90/0.2 = 450 W
(b) 1 மணி நேரத்தில் கடத்தப்படும் வெப்பம்?
விடை
Q = (Q/t)×t = 450 × 3600 = 1.62×10⁶ J
(c) சுவர் தடிப்பு 0.4 m ஆக்கப்பட்டால் கடத்தல் வீதம்?
விடை
Q/t ∝ 1/L; L இரட்டிப்பு → வீதம் பாதி = 225 W
கட்டமைப்பு வினா 2
6 புள்ளி
வெப்பக் கடத்தல் முறைகள்.
(a) கடத்தல், சலனம், கதிர்வீச்சு ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் உதாரணம் தந்து, எது வெற்றிடத்தில் செல்லும் எனக் கூறுக.
விடை
கடத்தல்: உலோகக் கரண்டியின் கைப்பிடி சூடாதல். சலனம்: நீர் கொதிக்கும்போது சுழல்வது / கடற்காற்று. கதிர்வீச்சு: சூரிய வெப்பம், நெருப்பின் வெப்பம். வெற்றிடத்தில் கதிர்வீச்சு மட்டுமே செல்லும்.
(b) தெர்மோஸ் குடுவை மூன்று முறைகளையும் எவ்வாறு குறைக்கிறது?
விடை
வெற்றிடம் → கடத்தல் & சலனம் தடை; வெள்ளிப் பூச்சு → கதிர்வீச்சு எதிரொளிப்பு; மூடி → சலனம்/ஆவியாதல் தடை.
கட்டமைப்பு வினா 3
5 புள்ளி
கடத்தல் சார்புகள்.
(a) Q/t = kAΔθ/L-இல் ஒவ்வொரு காரணியும் கடத்தல் வீதத்தை எவ்வாறு பாதிக்கிறது எனக் கூறுக.
விடை
k↑ (நல்ல கடத்தி) → வீதம்↑; A↑ → வீதம்↑; Δθ↑ → வீதம்↑; L↑ (தடிப்பு) → வீதம்↓. பரப்பு பெரிய, மெல்லிய, உயர்-k பொருள் வேகமாகக் கடத்தும்.
(b) நல்ல வெப்பத் தடுப்புப் (insulation) பொருளின் இரு பண்புகளைக் கூறுக.
விடை
குறை வெப்பக் கடத்துத்திறன் (k); சிக்கிய காற்று (குறை k, சலனம் தடை) — எ.கா கம்பளி, நுரை.
✍️ கட்டுரை வினாக்கள் — 4
கட்டுரை வினா 1
10 புள்ளி
(a) கடத்தல், சலனம், கதிர்வீச்சு மூன்றையும் வழிமுறையுடன் விளக்குக. (b) எவை ஊடகம் தேவைப்படுகின்றன, எது தேவையில்லை? (c) ஒரு உலோகக் கம்பி A=4×10⁻⁴ m², L=0.5 m, k=400, முனைகள் 100°C & 20°C. கடத்தல் வீதம்.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) கடத்தல்: துகள்கள் தம் இடத்தில் அலைந்து அண்டைக்குச் சக்தி தருதல் (உலோகத்தில் கட்டற்ற இலத்திரன்). சலனம்: சூடான பாய்மம் (குறை அடர்த்தி) மேலெழும்பி, குளிர்ந்தது கீழிறங்கி மின்னோட்டம். கதிர்வீச்சு: மின்காந்த (அகச்சிவப்பு) அலைகளாகச் சக்தி பரவுதல்.
(b) கடத்தல் & சலனம் ஊடகம் தேவை; கதிர்வீச்சு ஊடகம் தேவையில்லை (வெற்றிடத்திலும் செல்லும்).
(c)
(b) கடத்தல் & சலனம் ஊடகம் தேவை; கதிர்வீச்சு ஊடகம் தேவையில்லை (வெற்றிடத்திலும் செல்லும்).
(c)
Q/t = kAΔθ/L = (400 × 4×10⁻⁴ × 80)/0.5
= 12.8/0.5 = 25.6 W
கட்டுரை வினா 2
10 புள்ளி
(a) ஒரு தெர்மோஸ் குடுவை வெப்பக் கடத்தலின் மூன்று முறைகளையும் எவ்வாறு குறைக்கிறது எனப் பகுதிவாரியாக விளக்குக. (b) ஏன் வெப்பப் பானங்களையும் குளிர் பானங்களையும் ஒரே குடுவை சேமிக்க முடிகிறது?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a)
(b) குடுவை வெப்பப் பரிமாற்றத்தை இருதிசையிலும் குறைக்கிறது: சூடான பானத்திலிருந்து வெளியேறும் வெப்பத்தையும், குளிர் பானத்துக்குள் நுழையும் வெளி வெப்பத்தையும் தடுக்கிறது → இரண்டையும் நீண்ட நேரம் பேணுகிறது.
இரட்டைச் சுவர் வெற்றிடம்: துகள்கள் இல்லாததால் கடத்தல் & சலனம் கிட்டத்தட்ட தடைபடுகிறது.
வெள்ளிப் பூச்சு: வெப்பக் கதிர்வீச்சை எதிரொளித்து (உள்/வெளி) கதிர்வீச்சு இழப்பு/நுழைவைக் குறைக்கிறது.
மூடி (குறை-k): மேற்புற சலனம்/ஆவியாதல் இழப்பை அடைக்கிறது.
(b) குடுவை வெப்பப் பரிமாற்றத்தை இருதிசையிலும் குறைக்கிறது: சூடான பானத்திலிருந்து வெளியேறும் வெப்பத்தையும், குளிர் பானத்துக்குள் நுழையும் வெளி வெப்பத்தையும் தடுக்கிறது → இரண்டையும் நீண்ட நேரம் பேணுகிறது.
கட்டுரை வினா 3
10 புள்ளி
(a) நல்ல & மோசமான கதிர்வீச்சி/உறிஞ்சி மேற்பரப்புகளை விளக்கி, மூன்று அன்றாட பயன்பாடுகளைத் தருக. (b) கறுப்புத் தேநீர்ப் பாத்திரம் வெள்ளைப் பாத்திரத்தை விட வேகமாக ஆறுவது ஏன்?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) கறுப்பு/கரடுமுரடான மேற்பரப்பு நல்ல கதிர்வீச்சி & உறிஞ்சி; பளபளப்பான/வெள்ளி மேற்பரப்பு மோசம் (நல்ல எதிரொளிப்பி). பயன்பாடுகள்: (1) குளிர் நாட்டு உடைகள் கறுப்பு (வெப்பம் உறிஞ்ச), கோடை உடைகள் வெளிர்; (2) குளிரூட்டி/ரேடியேட்டர் கறுப்பு (வேகக் கதிர்வீச்சு); (3) தெர்மோஸ் வெள்ளிப் பூச்சு (கதிர்வீச்சு எதிரொளிப்பு); சூரிய நீர்-சூடேற்றி கறுப்பு உறிஞ்சி.
(b) கறுப்பு மேற்பரப்பு சிறந்த கதிர்வீச்சி → வெள்ளைப் பாத்திரத்தை விட அதிக வீதத்தில் வெப்பக் கதிர்வீச்சை இழந்து வேகமாக ஆறுகிறது.
(b) கறுப்பு மேற்பரப்பு சிறந்த கதிர்வீச்சி → வெள்ளைப் பாத்திரத்தை விட அதிக வீதத்தில் வெப்பக் கதிர்வீச்சை இழந்து வேகமாக ஆறுகிறது.
கட்டுரை வினா 4
10 புள்ளி
(a) வீடுகளில் வெப்ப இழப்பைக் குறைக்கும் மூன்று முறைகளை (insulation) விளக்கி, ஒவ்வொன்றும் எந்த வெப்பக் கடத்தல் முறையைக் குறைக்கிறது எனக் கூறுக. (b) ஒரு கூரை வழியே வெப்ப இழப்பு வீதம் 800 W; loft insulation அதை 200 W ஆகக் குறைக்கிறது. 5 மணி நேரத்தில் சேமிக்கப்படும் ஆற்றலைக் கணக்கிடுக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) (1) Loft/சுவர் மேலுறை (சிக்கிய காற்று, குறை k) → கடத்தல் & சலனம். (2) இரட்டை-கண்ணாடி யன்னல் (காற்று அடுக்கு) → கடத்தல் & சலனம். (3) பளபளப்பு/வெள்ளி ஃபாயில் (radiant barrier) → கதிர்வீச்சு. (கம்பள திரைகள், கதவு இடைவெளி அடைப்பும்.)
(b)
(b)
சேமிப்பு வீதம் = 800 − 200 = 600 W
t = 5 × 3600 = 18000 s
சேமித்த ஆற்றல் = 600 × 18000 = 1.08×10⁷ J (10.8 MJ)