المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ان أولى الناس بإبراهيم للذين اتبعوه}
2024-10-31
{ما كان إبراهيم يهوديا ولا نصرانيا}
2024-10-31
أكان إبراهيم يهوديا او نصرانيا
2024-10-31
{ قل يا اهل الكتاب تعالوا الى كلمة سواء بيننا وبينكم الا نعبد الا الله}
2024-10-31
المباهلة
2024-10-31
التضاريس في الوطن العربي
2024-10-31

المشاكل والمعوقات التي تواجه التنمية الزراعية - في مجال الموارد الزراعية
30-7-2022
البياض الدقيقي في الباذنجان
7-1-2022
التحلل الحيوي و الريزوسفير Rhizosphere
2023-11-02
Tangent Number
7-11-2020
التجارة الخارجية السورية
1-5-2016
Continuity-Piecewise Continuous
10-5-2018

Tea in Thermos  
  
1157   01:59 مساءاً   date: 6-9-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 8


Read More
Date: 29-8-2016 1069
Date: 23-8-2016 1154
Date: 30-8-2016 1142

Tea in Thermos

One liter of tea at 90°C is poured into a vacuum-insulated container (thermos). The surface area of the thermos walls A = 600 cm2. The volume between the walls is pumped down to P0 ~ 5 × 10-6 atm pressure (at room temperature). The emissivity of the walls ϵ = 0.1, and the thermal capacity of water C = 4.2 × 103 J/kg K. Disregarding the heat leakage through the stopper, estimate the

a) Net power transfer

b) Time for the tea to cool from 90°C to 70°C.

SOLUTION

There are two main sources of power dissipation: radiation from the walls of the thermos and thermal conductance of the air between the walls. Let us first estimate the radiative loss. The power radiated from the hotter inner wall minus the power absorbed from the outer wall is given by

  (1)

where T is the temperature of the tea, T0 is room temperature, and the Stefan–Boltzmann constant σ = 5.7 × 10-8 W/m2K4. Initially, T = 363 K, T0 = 393 K. So

The power dissipation due to the thermal conductivity of the air can be estimated from the fact that, at that pressure, the mean free path of the air molecules is about λ ~ 1 cm. Therefore, there are very few collisions between the molecules that travel from one wall of the thermos to the other. We can assume that we are in the Knudsen regime of λ ≥ d (d is the distance between the walls). In this regime the thermal conductance is proportional to the pressure (if λ << d, it is independent of the pressure). Let us assume that after a molecule strikes the wall, it acquires the temperature of the wall. Initially after it hits the wall, a molecule will take away the energy

(2)

where we can take for air cv ~ 5/2 kB. The number of molecules striking the inner wall per time interval dt is

(3)

where n is the concentration of molecules and (v) is their average velocity. The power due to the thermal conductance is

(4)

We can substitute n = P/kBT0 and

Then (4) becomes

(5)

So, we can see that radiation loss has about the same order of magnitude as thermal conductance at these parameters. Therefore the properties of the thermos can only be improved significantly by decreasing both the emissivity and the residual pressure between the walls. The energy dissipated is equal to the energy change of the mass m of the tea:

(6)

So

(7)

where we used for an estimate the fact that T does not change significantly and  Then the time t for the tea to cool from the initial temperature Ti to the final temperature Tf is given by

(8)




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.