تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

مدیران انجمن: parse, javad123javad

نمایه کاربر
d.shakeri

نام: د.شاکری

عضویت : شنبه ۱۳۹۴/۸/۲۳ - ۱۴:۰۰


پست: 166

سپاس: 52

جنسیت:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط d.shakeri »

درود مجدد.

برگردیم به داستان پنبه و اهن . با اصول فیزیک نوین.

فرض کنید که یک جعبه داریم برای یک کیلو اهن و یک جعبه هم داریم برای یک کیلو پنبه. مطمنا حجم جعبه پنبه بزرکتر از حجم جعبه اهن بایدباشد.
خوب تا اینجا مشکلی نیست. وزن هردو یکسان است.
میدانیم که وزن از رابطه fg=mg بدست می اید. و g همان شتاب جاذبه زمین یا گرانش زمین است که نیروی f هم وزن جسم نامیده میشود.

اما چون جسم در هوا وزن میشود. میتوان طبق قانون ارشمیدس که میگوید جسمی به حجم v در سیالی وارد شود از طرف سیال نیروی f برابر حجم جسم وارد میشود. یعنی fb=Vpg

درواقع وقتی جسم را وزن میکنیم مقدار F=fg-fb = mg-Vpg را داریم محاسبه میکینم.

میدونیم که وزن اهن و پنبه در هوا یکی بود. یعنی Fc=Fi اندیس c برای پنبه و اندیس i برای اهن میباشد.

لذا وزن هرکدام طبق رابطه قبلی خواهد بود mcg-Vcpg = mi-Vipg

اگر معادله بالا را مرتب کنیم داریم . (mc−mi=ρ(Vc−Vi
این معادله تفاوت جرم دو جسم را نشان میدهد. اگر مساوی باشند باید برابر صفر باشد.
ولی در طرف دوم میدانیم که حجم پنبه بیشتر از حجم اهن است یعنی Vc > Vi پس مقدار طرف دوم بیشتر از صفر است .
درنتیجه خواهیم داشت Mc > Mi
One thing I have learned in a long life: that all our science, measured against reality, is primitive and childlike - and yet it is the most precious thing we have

[u]Albert Einstein[/u]
(1879-1955)

dusty5

عضویت : جمعه ۱۳۹۴/۸/۲۹ - ۱۹:۵۴


پست: 15

سپاس: 8

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط dusty5 »

sunrise نوشته شده:اما جرمی که بواسطه ی مصرف انرژی های داخلی خودشو گرم میکنه از جرم سردش کم جرمتره و در حال کاهش انرژی و جرم خواهد بود smile072


مثل ستارگان؛ چوب درحال سوختن و حتی قهوه جوش باتریدار

سلام
بحث ما در مورد سیستم های ایزوله هست، یعنی سیستم هایی که با محیط تبادل جرم و انرژی ندارند.
و سیستم هایی که دماشون به واسته انرژی های داخلی تامین نشده.

یک قهوه جوش، سنگ یا فلز داغ و ... از مثال های مربوط هستن.
که داغ بودن این مواد نمیتونه ناشی از انفعالات داخلی باشه.
---
ولی واکنش های "سوختن خودبه خود" تغییر جرمی رو در سیستم اینجاد نمی کنن.
مثلا هسته اتمی که دچار واپاشی میشه، یا ستاره ای که در حال سوختنه و ... بعد از سوختن همان جرم رو دارن که قبل سوختن داشتن.

چون سامانه رو بسته در نظر میگیریم باید جرم تمام اجزا رو در نظر بگیریم. مثلا برای یک ستاره جرم ناشی از فوتونهای تولیدی رو هم در نظر بگیریم.

نمایه کاربر
sunrise

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۹/۲ - ۰۰:۱۳


پست: 265

سپاس: 115

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط sunrise »

سلام
بحث ما در مورد سیستم های ایزوله هست، یعنی سیستم هایی که با محیط تبادل جرم و انرژی ندارند.
و سیستم هایی که دماشون به واسته انرژی های داخلی تامین نشده.


بالاخره بحث سر کدام سیستم هست؟ سیستمی که دماشو از بیرون میگیره یا سیستمی که از بیرون چیزی نمیگیره!!!
=========================================

ولی واکنش های "سوختن خودبه خود" تغییر جرمی رو در سیستم اینجاد نمی کنن.

شما که الان ادعای قبلیتان را نقض کردید:
از دید فیزیک نوین جرم گرم سنگینره.

گرمای بیشتر یعنی انرژی بیشتر
و انرژی بیشتر یعنی جرم بیشتر.


مگه سوختن خودبخود، جرم(یا همون سیستم ایزوله) رو گرمتر نمیکنه؟!

dusty5

عضویت : جمعه ۱۳۹۴/۸/۲۹ - ۱۹:۵۴


پست: 15

سپاس: 8

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط dusty5 »

1- سیستم های ایزوله
2- ببین! تقریبن توضیح واضحاته
وقتی یک ستاره منفجر میشه یا اتفاقی مشابه اون میفته تفاوتی در جرم سیستم ایجاد نمیشه چون سیستم ایزوله هستش.

اگر از من بپرسن بین دوجسم مشابه ولی با دمای متفاوت رو با هم مقایسه کن.

دو سیستم ایزوله یکسان ولی با دمای متفاوت رو در نظر میگیرم.
بنابراین چون دما متفاوته به طبع انرژی داخلی هم تفاوت داره جرم اون ها هم بنا بر اصل هم ارزی متفاوته

---
چیزی که مد نظر شماست اینه که یک سیستم ایزوله مثلا یک ستاره رو در نظر میگیرید
و اون سیستم رو[مثلا حالت قبل از انفجار] با خود اون سیستم [حالت بعد از انفجار] مقایسه میکنید.


به نظر من این مقایسه صحیح نیست!
چرا؟
چون دو حالت سیستم از نظر انرژی درونی(غیر از انرژی گرمایی) با هم برابر نیستن و قیاس بین دو سیستم مشابه صورت نگرفته.
به عنوان مثال برای ستاره انرژی پیوستگی هسته ای در حالت قبل از انفجار یا بعد از انفجار تفاوت داره

تمام مشکل شما هم به همین برمیگرده. که این قیاس رو قابل قبول فرض کردید

نمایه کاربر
sunrise

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۹/۲ - ۰۰:۱۳


پست: 265

سپاس: 115

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط sunrise »

dusty5 نوشته شده:
اگر از من بپرسن بین دوجسم مشابه ولی با دمای متفاوت رو با هم مقایسه کن.

دو سیستم ایزوله یکسان ولی با دمای متفاوت رو در نظر میگیرم.
بنابراین چون دما متفاوته به طبع انرژی داخلی هم تفاوت داره جرم اون ها هم بنا بر اصل هم ارزی متفاوته


دو جسم مشابه از چه لحاظ ؟ !! انرژی؟ جرم؟ یا دما ؟!!!


چیزی که مد نظر شماست اینه که یک سیستم ایزوله مثلا یک ستاره رو در نظر میگیرید
و اون سیستم رو[مثلا حالت قبل از انفجار] با خود اون سیستم [حالت بعد از انفجار] مقایسه میکنید.


به نظر من این مقایسه صحیح نیست!
چرا؟
چون دو حالت سیستم از نظر انرژی درونی(غیر از انرژی گرمایی) با هم برابر نیستن و قیاس بین دو سیستم مشابه صورت نگرفته.
به عنوان مثال برای ستاره انرژی پیوستگی هسته ای در حالت قبل از انفجار یا بعد از انفجار تفاوت داره

تمام مشکل شما هم به همین برمیگرده. که این قیاس رو قابل قبول فرض کردید


خیر برداشتون اشتباس قیاس اون نیس! منظور واضحه ستاره یک سیستم ایزوله نیست؛ چون پیوسته داره با محیط تبادل جرم و انرژی انجام میده به عنوان مثال خورشید! که در ثانیه چندین تن از جرم خودش به انرژی و... تبدیل میکنه و به دنبالشم جرمش درحال کاهش اونم بصورت شدید هست که اونم پیشتر گفتم کاهش بوسیله ی تابش گرما و فوتون و امواج مختلف هست...

نمایه کاربر
sunrise

عضویت : یک‌شنبه ۱۳۹۳/۹/۲ - ۰۰:۱۳


پست: 265

سپاس: 115

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط sunrise »

d.shakeri نوشته شده:درود

یعنی وزن یک کیلو گرم اهن سرد از یک کیلو گرم اهن گرم بیشتره یا کمتر.؟ smile055

شاید داستان همون یک کیلو پنبه سنگینتره یا یک کیلو اهن منظورتونه.؟ smile055

البته اگر جسمی به وزن و حجم مشخص دارای یک دمای مشخص را گرما بدیم یا حرارت بدیدم . براساس قوانین فیزیکی( فیزیک سی چهل سال پیش منظورمه) شروع به انبساط میکند( دربرخی اجسام استثنا داریم که راجبش بحث نمی کنم ) و حجمش براساس ضریب انبساط حرارتی جسم و اختلاف دمای وارد شده تغییر می کند. ولی وزن که مقدار توده تشکیل دهنده جسم هست تغییر نمی کند و لذا جرم حجمی ان جسم از رابطه p=m/v کمتر می شد.


خودت که جواب خودتو دادی smile055
.
.
.
شبیه اینکه بپرسی توجو روترازو ی کیلو هوا سنگینتره smile024 یا ی کیلو آهن؟؟؟!!!!؟

نمایه کاربر
aminmasomy

نام: محمد امین

محل اقامت: کنگاور

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۳/۱۲/۲۶ - ۱۵:۱۲


پست: 59

سپاس: 12

جنسیت:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط aminmasomy »

از دید فیزیک نیوتون وزن جسم w=mg یعنی وزن فقط به جرم جسم وابسته است اما ازدید فیزیک نسبیت فک نمیکنم چیزی به اسم وزن وجود داشته باشه چون نیوتون اونو نیرو میدونست اما اینشتین اونو حاصل خمیدگی فضا زمان میدونه....تو نسبیت هم با افزایش سرعت طول جسم و نه جرم جسم تغییر میکنه
همچنین درسته که افزایش دما باعث افزایش انرژی جنبشی و انرژی جسم میشه اما انرژی و جسم متفاوتن و نیرو به جرم وارد میشه مثل وزن نه به انرژی به نظر من جرم زمانی میتونه مثل انرژی باشه که سرعت نور رو داشته باشه
تو فقط یک بار فرصت زندگی کردن داری...ان را از خودت نگیر....

Bm59

نام: بیژن مرحمتی

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۸/۹/۱۲ - ۱۹:۵۱


پست: 1



Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط Bm59 »

سلام، من تجربه ای شخصی دارم که عرض میکنم، وقتی بطور اتفاقی هنگام گرم بودن یک تکه فلزرا- آنهم نه دمای بسیار بالا (شایدحدود 100 درجه سانتیگراد)-
با ترازوی میلیگرم، وزن نمودم، متوجه تفاوت وزنی آن شدم. تفاوتیکه از 4 هزارم گرم شروع شد وکمتر از یک دقیقه به وزن اول بازگشت، ابتدا تصور کردم که ترازو دچار نقص فنی شده ، اما بعداز انجام چند امتحان دیگر با اجسام مختلف و تحقیق متوجه طبیعی بودن این اتفاق شدم

Paradoxy

عضویت : دوشنبه ۱۳۹۳/۱۰/۲۲ - ۲۲:۱۷


پست: 2211

سپاس: 1012

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط Paradoxy »

Bm59 نوشته شده:
سه‌شنبه ۱۳۹۸/۹/۱۲ - ۲۰:۰۹
سلام، من تجربه ای شخصی دارم که عرض میکنم، وقتی بطور اتفاقی هنگام گرم بودن یک تکه فلزرا- آنهم نه دمای بسیار بالا (شایدحدود 100 درجه سانتیگراد)-
با ترازوی میلیگرم، وزن نمودم، متوجه تفاوت وزنی آن شدم. تفاوتیکه از 4 هزارم گرم شروع شد وکمتر از یک دقیقه به وزن اول بازگشت، ابتدا تصور کردم که ترازو دچار نقص فنی شده ، اما بعداز انجام چند امتحان دیگر با اجسام مختلف و تحقیق متوجه طبیعی بودن این اتفاق شدم
من فکر میکنم همون برداشت اولتون از نقص فنی ترازو درست باشه. احتمالا گرمای زیاد سنسور های ترازو رو دچار خطا میکنه. چهار هزارم گرم خیلی مقدار زیادی هستش، مگر این که جسمتون چند ده - صد کیلو بوده باشه.

جواد طاهری

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۷/۶ - ۱۵:۳۹


پست: 2



Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط جواد طاهری »

با افزایش دما دوستان باید بگم که ماده با افزایش دما شروع به تغییر می‌کنه و از فرم جامد به مایع و با تداوم افزایش دما باعث تبخیر میشه
باید بگم که بله دما به وزن تاثیر میگذارم چرا که هم نیرو و جنبش مولکولی افزایش پیدا می‌کنه و هم چون بخشی از جسم شروع به تبخیر شدن می‌کنه و به خاطر فشار معکوس اتمسفر به سطح مایع با افزایش فرار مایع به بالا باعث فشار معکوس اتمسفر به سطح برای ممانعت خروج گاز حاصل میشه و افزایش این فشار که بر اساس قانون دوم نیوتن که هر عمل عکس العمی دارد مساوی با آن ولی در جهت مخالف با افزایش تراکم مولکولی جسم و آغاز تبخیر سطحی جسم باعث نیرویی مخالف آن و در جهت مخالف میشه ولی این فرایند تنها چند لحظه قابل مشاهده هست و بعد از آن چون تبخیر شدت پیدا می‌کنه از خود جسم کاسته میشه و شروع به کاهش وزن می‌کنه

جواد طاهری

عضویت : چهارشنبه ۱۴۰۱/۷/۶ - ۱۵:۳۹


پست: 2



Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط جواد طاهری »

دوستان با یک آزمایش ساده میتونید جواب سوالتون را بگیرید می‌دونیم که یک لیتر آب در شرایط فشار یک اتمسفر و دمای تبخیر حدود چهار درجه که حداکثر نقطه چگالی اب هست معادل یک کیلو گرم هست بر اساس چگالی اب در همان ظرف مذکور بنزین یا روغن یا الکل بریزد و اندازه گیری کنید حجم اشغال شده هر کدوم از این مایعات یکسان هست ولی وزنی متفاوت دارند چرا که نقطه تبخیر متفاوت دارند یعنی اگر بنزین را به حدی سردش کنیم که مولکول های آن تمایلی به آزاد شدن یا تبخیر شدن نداشته باشند می‌دونیم که چگالی مایعات با افزایش یا کاهش دما کم یا زیاد میشه پس اگر هر مایعی را به نقطه دمایی برسونیم که چگالی ها برابر بشه میشه گفت که توده مولکولی و انرژی مولکولی تغییر می‌کنه
البته در کل انرژی مولکولی به دو نوع بستی دارد انرژی بین مولکولی که باعث افزایش جنبش مولکولی میشه و این خودش بر اساس این جنبش در وزن جسم تاثیر گذاره دوم با افزایش جنبش امواج الکترومغناطیسی و الکترو استاتیک دچار تغییر میشه و همین امر باعث تغییر وزن جسم میشه ولی در کل این تغییر چندان محسوس نیست مگر این که پیوند پروتون و نوترون شکسته بشه یعنی یعنی از نوترون و پروتون کاسته بشه که خود باعث کاهش وزن میشه یا افزایش پیدا کنه که باعث افزایش وزن میشه

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2402

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط rohamavation »

تو منابع گفته دلیل سنگین تر بودن اجسام داغ این است که E=mc^2. اگر اجسام کاملاً یکسانی دارید که دقیقاً زمانی که در دمای یکسان هستند وزن یکسانی دارند، وقتی یک جسم گرم می شود، وزن آن بیشتر میشه. این به این دلیل است که نیروی گرانش به تانسور انرژی تنش در نسبیت عام بستگی دارد.ولی بازم میگم چیزی در تبدیلات به شکل $T' = T/\gamma, \quad \gamma = \sqrt{1/(1-v^2/c^2)}.$ صحیح نیسته مقادیر ترمودینامیکی که در مکانیک آماری هستند، مانند دما، آنتروپی و انرژی داخلی، نباید برای یک ناظر که مرکز را می بیند، تغییر می دهد از جرم سیستم به صورت یکنواخت حرکت می کند. طبق قانون استفان بولتزمن رابطهٔ بین مقدار کل انرژی ای را که یک جسم از خود تابش می‌کند و دما بیان می‌کنه.$e A \sigma T_1^4$ طبق این قانون کل انرژی تابیده شده از واحد سطح جسم سیاه در واحد زمان با توان چهارم دمای آن جسم بر حسب کلوین متناسبه
${\displaystyle j^{\star }=\epsilon \sigma T^{4}}$ من فکر میکنم این افزایش دما به صورت تششع و همچنین باعث افزایش حجم میشه .شما طبق گفته دکتر انیشتن میگین هم ارزی جرم انرژی$ {\displaystyle E=mc^{2}}$
از نظر مکانیک نیوتنی وکلاسیکی من سرکار دارم میگم خیر تفاوتی ندارد میشه گفت بله هرچند نه زیاد! گرما اندازه گیری انرژی جنبشی اتم ها یا مولکولهاست. اگر جسمی گرم شود انرژی آن بیشتر است بنابراین وزن جسم کمی بیشتر میشه
پس وقتی دما را گرم می کنید اتم های موجود در جسم سریعتر حرکت می کنند. بنابراین جرم یک جسم تغییر می کند.طبق گفته نسبیت
بنابراین، اگر یک ترازو به اندازه کافی حساس بود، بله، یک جسم داغ جرم استراحت بیشتری داره و هنگام اندازه گیری وزن بیشتری خواهد داشت. همچنین یک جسم نزدیک به صفر مطلق نیز وزن کمتری داره، اما باز هم نمی‌دانم که آیا این تفاوت از نظر عملی قابل اندازه‌گیری است یا خیر.من رشته ام مرتبط با فیزیک نظری یا نسبیت نیست که بدونم تا حالا تو جزواتم یا سر کلاس به چنین مطلبی بر نخوردم .انتقال حرارت و ترمودینامیک و اونچه میخونم خیر ...I hope I have helped you in understanding the question. Roham Hesami, seventh semester
aerospace engineering
تصویر
smile072 smile072 رهام حسامی ترم هفتم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۷/۸ - ۱۷:۵۲, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2402

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط rohamavation »

وقتی جسمی را گرم می کنیم جرم آن افزایش می یابد. معادله کامل است
$E^2=(pc)^2 + (mc^2)^2$
و از این معادله اگر یک سیستم دارای تکانه صفر باشد (p=0)، انرژی آن $E=mc^2$ است.
وقتی جسمی را گرم می کنی، مولکول ها یا اتم ها شروع به ارتعاش می کنندخوب با توجه به انرژی جنبشی بیشتری می چرخند. اما این تکانه سیستم را افزایش نمیده (شیء سیستمی از ذرات بسیار است). اگرچه انرژی جنبشی ذرات سازنده سیستم افزایش میابه اما سیستم در حالت سکون است (وقتی جسم را گرم می کنید جسم شروع به حرکت نمیکنه. بنابراین، از معادله ای که در بالا نوشتم انرژی شما به عنوان جرم جسم میتونه اضافه می شود.البته بازم تاکید میکنم قانون بولتزمن یادتون نره اونجا هم تششع داریم .این انرژِی باید تابش به اطراف مگه کاملا ایزوله باشه .گیج شدم ...I hope I have helped you in understanding the question. Roham Hesami, seventh semester
aerospace engineering
تصویر
smile072 smile072 رهام حسامی ترم هفتم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۷/۸ - ۱۷:۵۲, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2402

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط rohamavation »

آیا فنر منقبض وزن بیشتری از فنر کشیده داره پس میشه گفت آیا وزن جسم گرم بیشتر از جسم سرد است؟
اگر اینها درست باشند و با اصل هم ارزی جرم-انرژی توجیه بشن من $E=mc^2$ را میدونم هم ارزی جرم و انرژی، اما فقط برای حالتی که m به عنوان rest one تفسیر بشه همون استراحت یا ساکن اوم میدونم ${\displaystyle m_{\text{rel}}={\frac {m}{\sqrt {1-{\dfrac {v^{2}}{c^{2}}}}}}.}$. آیا می توانم این استدلال را به انرژی جنبشی و پتانسیل تعمیمبدم
$mc^2=E =∑m_0c^2+∑K+V=∑\gamma m_0c^2+V$
نسبیت خاص دما پتانسیل - فنر انرژی
در مورد فنر من فرض کنید که با مقداری جرم $m_0$ شروع می شود که متناظر با انرژی$E=m_0c^2$ است. اگر فنر را فشرده کنیم، کار روی آن انجام می شود - کار انجام شده $W = \tfrac{1}{2}kx^2$ است که k ثابت فنر و x فاصله ای است که فنر را فشرده کرده ایم. انرژی داخلی فنر$W = \tfrac{1}{2}kx^2$ افزایش یافته است و این یعنی جرم آن $W = \tfrac{1}{2}kx^2/c^2$ افزایش یافته است.
هر چیزی که انرژی درونی یک جسم را تغییر بده به عنوان مثال. گرم کردن و خنک کردن آن و همچنین انجام کار روی آن جرم باقیمانده را تغییر میده هرچند معمولاً به مقدار بسیار کمی که قابل تشخیص نیستش جرم باقی یعنی همه ناظران در مورد مقار اون موافق هستند اما انرژی جنبشی ثابت نیست زیرا بدیهی است که به سرعت نسبی ناظر و جسم بستگی داره. در مورد انرژی پتانسیل اون چیزی نمیدونم ...I hope I have helped you in understanding the question. Roham Hesami, seventh semester
aerospace engineering
تصویر
smile072 smile072 رهام حسامی ترم هفتم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۷/۸ - ۱۷:۵۲, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2402

سپاس: 3833

جنسیت:

تماس:

Re: تفاوت وزن یک جسم گرم و یک جسم سرد

پست توسط rohamavation »

انتقال حرارت حالت پایدار از طریق یک ماده متحرک با روش تحلیلی و عددی شامل هدایت حرارتی خطی . انتقال حرارت گذرا در یک میله متحرک که شامل تولید گرمای داخلی با استفاده از هدایت حرارتی وابسته به دما غیرخطی متغیره پس توزیع حرارتی گذرا از طریق یک میله متحرک توسط اجازه دهید Uسرعت میله متحرک باشد. شکل میله با سطح مقطع A و محیط P تعریف می شود، Ta دمای محیط و Tb دمای ثابت است. ضریب انتقال حرارت h∗ و تولید حرارت داخلی q∗ به دما وابسته هستند، در حالی که گسیل سطح ε∗ثابت است توزیع دمای گذرا در جهت طولی در نظر گرفته شده است. گرمای جذب شده از یک مخزن توسط یک جسم متحرکدو جسم را تصور کنید، مثلا یک جسم A با ظرفیت گرمایی نامحدود (مخزن) و جسم دیگر B با مقداری ظرفیت گرمایی محدود $C = \alpha \ T_{B}(t)$آنها برای مدت محدودی با یکدیگر تماس مستقیم دارند، زیرا B در امتداد سطح A با سرعت ثابت v حرکت می کند.با توجه به هدایت حرارتی κاز جسم متحرک B، دمای مخزن TA و جسم متحرک TB(t)چگونه می توان مقدار گرمای منتقل شده در فرآیند را به عنوان تابعی از زمان محاسبه کرد؟
محاسبه اول از همه به شماره Biot بستگی دارد:
$\text{Bi}=\frac{hL}{\kappa}$جایی که hضریب انتقال حرارت همرفتی، κ هدایت حرارتی و L است
طول مشخصه جسم (طول یا قطر، معمولا) تعداد پایین بیوت:ممکن است فضای داخلی جسم از توزیع دمایی یکنواخت در نظر گرفته شود (بدون یا شیب دمای پایین در داخل جسم Bدر اینجا تجزیه و تحلیل حرارتی توده ای را می توان با استفاده از قانون خنک کننده نیوتن استفاده کرد. بیان می کند:$\dot{Q}=hA[T(t)-T_A]=hA\Delta T(t)\tag{1}$
جایی که: Q˙سرعت انتقال حرارت به خارج از بدن است (Bو $A$مساحت سطح مشترک A و B است
T(t)دمای بدن B و TA دمای (ثابت) Aتوجه داشته باشید که به دلیل سرمایش (یا گرمایش) B
،$\Delta T(t)\neq \text{constant}$. برای محاسبه انتقال حرارت در یک زمان معین، تکامل T(t)باید محاسبه شود (و می توان).
استفاده از آن از نظر ریاضی ساده است.معادله (1)یک معادله دیفرانسیل قابل تفکیکه که حل می شود:
$\Delta T(t)=(T_0-T_A)e^{-kt}\text{ where }k=\frac{hA}{mc_p}$و(T0دمای اولیه B است بنابراین با (1)
ما گرفتیم:$\dot{Q}=\frac{\text{d}Q}{\text{d}t}=hA(T_0-T_A)e^{-kt}$
گرمای منتقل شده در بازه زمانی Δtاست:
$Q=\int_0^{\Delta t}hA(T_0-T_A)e^{-kt}\text{d}t$
یا:$Q=-mc_p(T_0-T_A) e^{-k\Delta t}$
تعداد Biot بالا:در اینجا گرادیان دمای قابل توجهی در جسم Bباید فرض شود و هدایت گرما نقش مهمی در فرآیند انتقال حرارت ایفا خواهد کرد.معادله «رفتن به» در اینجا معادله گرمای فوریه است:
$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha \nabla^2T\text{ with }\alpha=\frac{\kappa}{c_p\rho}$
هرچه دمای یک جسم بالاتر باشه در زمان معینی تشعشعات بیشتری از آن ساطع میشه این میتونه بر شدت و طول موج تابش ساطع شده نیز تأثیر بزاره. . با افزایش دماهم شدت انتشار نیز افزایش میابه...I hope I have helped you in understanding the question. Roham Hesami, seventh semester
aerospace engineering
تصویر
smile072 smile072 رهام حسامی ترم هفتم مهندسی هوافضا
آخرین ویرایش توسط rohamavation جمعه ۱۴۰۱/۷/۸ - ۱۷:۵۳, ویرایش شده کلا 1 بار
تصویر

ارسال پست