निम्नलिखित में से कौन-सी वृत्ताकार छड़ (r त्रिज्या तथा लम्बाई l) जिनमें प्रत्येक समान पदार्थ से बनी है तथा जिनके सिरे समान ताप पर रखे गये हैं, अधिकतम ऊर्जा का चालन करेगी?
[2005]
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(b) हम जानते हैं कि $Q =\frac{ T _{ H }- T _{ L }}{ R }$
ऊष्मा प्रतिरोध $R =\frac{\ell}{ KA }=\frac{\ell}{ K \pi r ^2}$
ऊष्मीय प्रवाह अधिकतम होगा जब ऊष्मीय प्रतिरोध न्यूनतम होगा।
दिये हुए विकल्पों से
(i) $r =2 r _0, l=2 l_0$
$
\therefore R =\frac{2 \ell_0}{ K \pi\left(2 r _0\right)^2}=\frac{\ell_0}{2 K \pi r _0^2}
$ (ii) $r =2 r _0, l=l_0$
$
\therefore R =\frac{\ell_0}{ K \pi\left(2 r _0\right)^2}=\frac{\ell_0}{4 K \pi r _0^2}
$
(iii) $r = r _0, l=2 l_0$
$
\therefore R =\frac{2 \ell_0}{ K \pi r _0^2}=\frac{2 \ell_0}{ K \pi r _0^2}
$
(iv) $r = r _0, l=l_0$
$
\therefore R =\frac{\ell_0}{ K \pi r _0^2}=\frac{\ell_0}{ K \pi r _0^2}
$
अतः विकल्प (ii) में ऊष्मीय प्रतिरोध कम है तो ऊष्मीय प्रवाह अधिक होगा ।
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पीतल तथा स्टील का रेखीय प्रसार गुणांक $\alpha_1$ तथा $\alpha_2$ है । पीतल की छड़ की लम्बाई $\ell_1$ तथा स्टील की $\ell_2$ $0^{\circ} C$ तापमान पर है । यदि इनकी लम्बाइयों में अन्तर सभी तापमान पर $\ell_2-\ell_1$, हो तो:
लम्बाई $L$ और एकसमान परिच्छेद क्षेत्रफल $A$ की एक छड़ के दो सिरों को दो तापमानों $T _1$ और $T _2$ ( जबकि $T_1>T_2$ है) पर निरन्तर रखा जा रहा है। स्थिर अवस्था में छड़ में से ऊष्मा के स्थानान्तरण की दर, $\frac{ dQ }{ dt }$ होगी:-
किसी तारे की त्रिज्या $r$ है। यदि इसकी बाहरी सतह $TK$ ताप की कृष्णिका की भाँति ऊष्मा विकसित करती है तो, इसके केन्द्र से $R$ दूरी पर, प्रति इकाई क्षेत्रफल द्वारा, आपतन की दिशा के लम्बवत्, प्राप्त कुल विकिरण ऊर्जा है
दो छड़ समान लम्बाई, ऊष्मा चालकता $K _1, K _2$, क्षेत्रफल $A _1, A _2$ तथा विशिष्ट ऊष्मा $S _1, S _2$ है । दोनों सिरों के ताप $T _1$ व $T _2$ है। साम्वास्था में ऊष्मा प्रवाह की दर है:
जल की कुछ मात्रा को $70^{\circ} C$ से $60^{\circ} C$ तक ठंडा होने में 5 मिनट तथा $60^{\circ} C$ से $54^{\circ} C$ तक ठंडा होने में $5$ मिनट लगते हैं, तो जल के आसपास $($परिवेश$)$ का ताप होगा
एक संयुक्त स्लैब $($slab$)$ समान मोटाई के दो विभिन्न पदार्थो से मिलकर बना है, जिनकी ऊष्मा चालकताएँ क्रमशः $K$ व $2 K$ हैं तो स्लैब की तुल्य ऊष्मीय चालकता होगी: