Zašto je toplotna provodljivost tečnosti lošija od čvrstih tijela. Prijenos topline. Vrste prenosa topline. Toplotna provodljivost
Toplotna provodljivost - Ovo je vrsta prijenosa topline u kojoj se direktan prijenos energije iz čestica (molekule, atoma) događa s grijanim dijelom tijela na čestice od njenog manjeg grijanog dijela.
Razmotrite brojne eksperimente sa grijanjem čvrstim, tečnim i plinom.
Radne topline za toplinu.
Radna izmjena topline - Ovo je razmjena topline u kojoj se energija prenosi na različite zrake.
Možda su sunčane zrake, kao i zrake koje emitiraju grijana tijela koja su oko nas.
Dakle, na primjer, sjedeći blizu logorske vatre, osjećamo kako se toplina prenosi iz vatre na naše tijelo. Međutim, uzrok takvog prijenosa toplote ne može biti ni termička provodljivost (koja se u zraku nalazi između plamena i tijela vrlo mala), niti konvekcija (jer su konvekcije uvijek usmjereni gore). Evo treće vrste izmjene topline - radna izmjena topline.
Uzmi mali, wiggy na jednoj strani, tikvicu.
Kroz utikač u nju, staklena cijev je savijena pod pravim uglom. U ovoj cijevi ima uski kanal, uvodimo zatamnjenu tekućinu. Na cijevi se pruža ljestvica, dobivamo uređaj - termoskop. Ovaj uređaj omogućava vam da otkrijete čak i lagano zagrijavanje zraka u zamotanoj tikvici.
Ako donese komad metala zagrijanog na visoku temperaturu na tamnu površinu termoskopa, tada će se tečni stupac pomaknuti udesno. Očito je da je zrak u tikvici zagrijan i istekao. Brzo zagrijavanje zraka u termoskopu može se objasniti samo prenošenjem energije iz grijanog tijela. Kao u slučaju požara, energija je ovdje prenesena ne u toplotnu provodljivost i ne konvektivnu razmjenu topline. Energija u ovom slučaju prenesena je korištenjem nevidljivih zraka koje emitiraju grijano tijelo. Ovi zraci se zovu toplotno zračenje.
Radiantna razmjena topline može se pojaviti u kompletnom vakuumu. To se razlikuje od drugih vrsta razmjene topline.
Jednostavno energiju Sva tijela: i snažno zagrijana, i slabo, na primjer, ljudsko tijelo, pećnica, žarulja. Ali veća je tjelesna temperatura, jača je njegova toplotna zračenja. Emitirana energija, dosegnuta vanjskim tijelima, djelomično se apsorbira i djelomično se odražavaju. Prilikom upijanja energije toplotnog zračenja pretvara se u unutrašnju energiju tijela i zagrijavaju se.
Lagane i tamne površine apsorbiraju energiju na različite načine. Dakle, ako u eksperimentu s termoskopom pretvorite prst u grijano tijelo, a zatim sa svetlošću, tečni stupac će se u prvom slučaju preći na veću udaljenost u prvom slučaju nego u drugom (vidi crtanje gore). Iz ovoga slijedi da su tijela tamne površine bolje apsorbiraju energijom (i stoga je zagrijavanje jači) od tijela s laganom ili zrcalnom površinom.
Tijela sa tamnom površinom nisu samo bolje apsorbiraju, već i bolja energija.
Sposobnost apsorpcije energije zračenja na različite načine široko se koristi u tehničkoj. Na primjer, baloni i avionske krila često boje srebrne boje tako da su manje od zagrijane sunčevom svjetlošću.
Ako trebate koristiti solarnu energiju (na primjer, za zagrijavanje nekih bolova ugrađenih na umjetne satelite), ovi su uređaji obojeni u tamnu boju.
1. Uvod.
Projekt se razvija u skladu sa standardom srednjeg obrazovanja u fizici. Prilikom pisanja ovog projekta razmatra se studij toplotnih pojava, upotreba u svakodnevnom životu i tehniku. Pored teorijskog materijala, isplaćuje se mnogo pažnje istraživački rad Oni su eksperimenti koji odgovaraju na pitanja "Koje metode se mogu promeniti u unutrašnjoj energiji tela", "ako je toplotna provodljivost različitih supstanci", zašto mlaz toplog vazduha ili tečnog porasta ",", zašto se tela povećava " tamna površina je jača od "; Pretraga i obrada informacija, fotografije. Rad na projektu: 1 - 1,5 meseca. Projektne ladice: * Praktična provedba znanja dostupna u školarcima o termičkim pitanjima; * Razvoj kognitivnih interesa; * Razvoj logičkog i tehničkog razmišljanja; * Razvoj sposobnosti za neovisno sticanje novih znanja u fizici u skladu sa životnim potrebama i interesima;
2. Glavni deo.
2.1. Teorijski deo
U životu se svakim danom sastajemo s termičkim pojavama. Međutim, mi ne mislimo uvijek da se te pojave mogu objasniti ako je fizika dobro poznata. U časovima fizike postali smo se upoznali sa načinima promjene unutrašnje energije: prijenos topline i performanse rada na tijelu ili samim tijelom. Kada se obratite dva tijela sa različite temperature Prijenos energije iz tijela sa više visoke temperature do tijela nižom temperaturom. Taj će se proces pojaviti sve dok Telnik Tel bude jednak (neće biti termičke ravnoteže). U ovom slučaju mehanički rad se ne vrši. Proces promjene unutrašnje energije bez rada na tijelu ili samog tijela naziva se razmjena topline ili prijenos topline. Kada se prijenos topline, energija se uvijek prenosi iz većeg grijanog tijela na manje grijane. Reverzni proces spontano (sama po sebi) nikada se ne događa, odnosno toplinska razmjena je nepovratna. Razmjena topline određuje ili prati mnoge procese u prirodi: evolucija zvijezda i planeta, meteoroloških procesa na površini tla itd. Vrste prijenosa topline: termička provodljivost, konvekcija, zračenje.
Toplotna provodljivostfenomen prijenosa energije iz većeg dijelova tijela manje se zagrijava kao rezultat toplinskog kretanja i interakcije čestica iz kojih se tijelo sastoji.
Metali imaju najveću toplotnu provodljivost - stotine puta više od vode. Izuzeci su živa i olovo, ali i tamo gdje je toplotna provodljivost deset puta više od vode.
Prilikom spuštanja igala za pletenje metala u čašu vrućom vodom, kraj pletenih igala bilo je jako vruće. Shodno tome, unutrašnja energija, kao i svaka vrsta energije, može se prenijeti iz nekih tijela na druge. Unutarnja energija se može prenijeti s jednog dijela tijela u drugi. Na primjer, ako se jedan kraj nokta zagrijava u plamenu, a zatim njegov drugi kraj, koji je u ruci, postepeno zagrijava i opekotina.
2.2. Praktični deo.
Mi proučavamo ovaj fenomen, radivši niz eksperimenata sa čvrstim tijelima, tekućinom i plinom.
Iskustvo broj 1
Oni su uzeli razne predmete: jedna aluminijska kašika, još jedan drveni, treći - plastični, četvrti - od nehrđajuće legure, a peti - srebro. Pričvršćen na svaku kašiku sa kapi medenih papirnih isječaka za papire. Uložene kašike u čašu vrućom vodom tako da ručke sa kopčom drže iz nje u različitim smjerovima. Kašike su tople, a kako se med zagrijava rastopiti i isječci će nestati.
Naravno, kašike bi trebale biti iste u obliku i veličini. Tamo gdje će se zagrevanje dogoditi brže, da je metal bolja potrošena toplina, bolja toplina. Za ovo iskustvo uzeo sam čašu kipućom vodom i četiri vrste kašika: aluminijum, srebro, plastika i nehrđajući. Spustio sam ih na miru u čašu i zadržao se vremena: za koliko minuta se zagreje. To sam učinio:
Zaključak: kašike od drveta i plastike, topline duže od metalnih kašika, to znači da metali imaju dobru toplotnu provodljivost.
Iskustvo broj2
Ući ćemo na kraj drvenog štapa u vatru. On će zapaliti. Drugi kraj štapa, koji je vani, biće hladan. Dakle, drvo ima lošu toplotnu provodljivost.
Donosimo na plamen alkoholnog staklenih štapova za krajnjeg tankih. Nakon nekog vremena zagrijava, drugi kraj će ostati hladan. Shodno tome, staklo ima lošu toplotnu provodljivost
Ako zagrejemo kraj metalne šipke u plamen, tada je vrlo brzo cijela šipka vrlo vruća. Držite ga u rukama više ne možemo.
Dakle, metali su dobro izvedeni toplini, tj. Imaju veću toplotnu provodljivost. Na soj-ta-ve-r-zonu-tal, ali u Crest-Lynnogo priči. Na štapom kroz jedan na jedan pro-majora-ki ver ti-cal-ali in-krepe-les sa jednim voskom metalnih klinčica.
Do ruba rod-nya ispod ne-nivice svijeće. Cjelokupno je ivica štapom na-g-vas-xya, a zatim u umjetničkom fola-ali-stubbird pro-ga-vas-sia. Kada je toplina do ho-dijeta do mjesta krep-lezije klinača iz štapa, sve-a-rike i karanfil PA - daje. To vidimo u Dan-MR. Iskustvo nema PE-re-no-sa-ca, so-ot-vet-at, na-boo-daya-sia tepl-lo-lo-water.
Iskustvo broj 3.
Različiti metali imaju različitu toplotnu provodljivost. U fizičkom uredu postoji uređaj s kojim možemo osigurati da različiti metali imaju različitu toplinsku provodljivost. Međutim, kod kuće smo mogli biti sigurni da domaći uređaj.
Uređaj za prikaz različite toplotne provodljivosti krutih tvari.
Napravili smo uređaj za prikaz različite toplotne provodljivosti. Čvrsta tel. Da biste to učinili, koristili praznu jar aluminijumske folije, dva gumena prstena (domaća), tri segmenta aluminija, bakra i željezne žice, pločica, tople vode, 3 figure muškaraca s podignutim rukama izrezanih od papira.
Postupak za izradu uređaja:
žičani savijanje u obliku slova "G";
ojačati ih sa vanjske strane banke uz pomoć gumenih prstenova;
suspendirajte na horizontalne dijelove žičanih segmenata (pomoću rastopljenih parafinskih ili plastičnih) papirnih muškaraca.
Provjera radnje uređaja. Sipajte toplu vodu na teglu (ako je potrebno, zagrijavajte teglicu vodom na električnom pločicu) i promatrajte šta figurica pada prva, druga, treće.
Rezultati. Prvi figurinski pad, fiksiran na bakrenoj žici, drugi - na aluminijumu, treći - na čeliku.
Izlaz. Različite krutine imaju različitu toplinsku provodljivost.
Toplinska provodljivost u raznim supstancama je različita.
Iskustvo broj 4.
Razmotrite sada toplinsku provodljivost tečnosti. Uzmite testnu cijev vodom i pretvorite je vrh. Voda na površini uskoro će prokuhati, a na dnu ispitne cijevi za vrijeme ovog trenutka zagrijava se. Dakle, termalna provodljivost tečnosti je mala.
Iskustvo broj 5.
Istražimo toplotnu provodljivost gasova. Suha cijev stavlja prst i zagrijavanje u plamenu alkohol sa up. Prst u isto vrijeme neće osjetiti toplinu. To je zbog činjenice da je udaljenost između plinskih molekula još veća od tečnosti i čvrstih tijela. Shodno tome, toplotna provodljivost gasova je još manje.
Vuna, kosa, ptica perje, papir, snijeg i ostala porozna tijela imaju lošu toplotnu provodljivost.
To je zbog činjenice da između vlakana ovih tvari ima zrak. A zrak je loša toplotna dirigenta.
Dakle, ispod snega, sačuvana je zelena trava, zimovanje se sprema iz smrzavanja.
Iskustvo broj 6.
Jebao je malu kvrgavu vunu i zamotala im je loptu termometra. I on je neko vrijeme održao termometar na određenoj udaljenosti od plamena i primijetio kako temperatura porasla. Tada se ista paušalna vuna stisnula i čvrsto su ih zamotala termometar loptom i ponovo doveli do lampe. U drugom slučaju, Merkur će se povećati mnogo brže. Dakle, komprimirana vuna vrši vrućinu puno bolje!
Najniža toplotna provodljivost ima vakuum (prostor oslobođen zraka). Objavljuje se činjenicom da je toplotna provodljivost prenos energije iz jednog dijela tijela u drugi, koji se događa kada interakcija molekula ili drugih čestica. U prostoru, gdje nema čestica, toplotna provodljivost se ne može provesti.
3. Zaključak.
U raznim supstancama, različite toplotne provodljivosti.
Velika toplotna provodljivost ima čvrste tela (metale), manje tečnosti i loših - gasova.
Toplotna provodljivost različitih tvari koje možemo koristiti u svakodnevnom životu, tehniku \u200b\u200bi prirodi.
Učinak toplotne provodljivosti svojstveno je u svim tvarima, bez obzira na sve agregatno stanje oni su.
Sada bez poteškoća mogu odgovoriti i objasniti sa fizičke tačke gledišta na pitanja:
1.Zašto ptice hladnim vremenom procvjetaju njihovo perje?
(Postoji zrak između perja, a zrak je loš topline dirigent).
2. Zašto se od vunene odjeće bolje štiti od hladnoće od sintetike?
(Između krzna je zrak, što je dobro provedeno vrućina).
3. Zašto zimi kada je vrijeme hladno, mačke spavaju, uvijaju se u loptu? (Uvijena u kuglu, smanjuju površinu koja daje toplinu).
4. Zašto ručke lemljenog željeza, glačala, tave, tave čine od drveta ili plastike? (Drvo i plastika imaju lošu toplinsku provodljivost, tako da prilikom grijanja metalnih predmeta, mi držeći drvenu ili plastičnu ručicu, neće sagorjeti ruke).
5. Zašto su grmlje termičkih biljaka i grmlja za zimsko sklonište piljevina?
(Piljevina su loši toplinski provodnici. Stoga su biljke prekrivene piljevima tako da se ne zamrznute).
6. Koje su čizme bolje zaštićene od mraza: bliski ili prostran?
(Prostrano, jer zrak ne troši toplinu, to je još jedan sloj u prtljažniku, koji zadržava toplinu).
4. Lista korištenih referenci.
Ispis izdanja:
1.a.v. Prykin Fizika 8: pad, 2012.
2.M.I.Bludov Razgovor u fizici Part1 -M: Obrazovanje 1984.
Internet resursi:
1.http: //class-fizika.narod.ru/8_3.htm.
2.http: //ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2 % D0% biti% d0% b4% d0% bd% d0% biti% d1% 81% d1% 82% d1% 8c
Toplinska razmjena - Ovo je proces promjene unutrašnje energije bez rada na tijelu ili samog tijela.
Three Exchange uvijek se javlja u određenom smjeru: od tellija sa višim temperaturama do tijela sa nižim.
Kada su temperaturne temperature poravnate, izmjena topline zaustavlja se.
Ekspleta topline može se izvesti na tri načina:
- toplotna provodljivost
- konvekcija
- zračenje
Toplotna provodljivost
Toplotna provodljivost - fenomen prijenosa unutarnje energije iz jednog dijela tijela na drugi ili iz jednog tijela na drugi kada su direktni kontakt.
Metali imaju najveću toplotnu provodljivost - Ona je stotine puta više od vode. Izuzeci su živa i vodiAli ovdje je toplotna provodljivost deset puta više od vode.
Prilikom spuštanja igala za pletenje metala u čašu vrućom vodom, kraj pletenih igala bilo je jako vruće. Shodno tome, unutrašnja energija, kao i svaka vrsta energije, može se prenijeti iz nekih tijela na druge. Unutarnja energija se može prenijeti s jednog dijela tijela u drugi. Na primjer, ako se jedan kraj nokta zagrijava u plamenu, a zatim njegov drugi kraj, koji je u ruci, postepeno zagrijava i opekotina.
PAN za grejanje na električnom pločicu javlja se kroz toplotnu provodljivost.
Mi proučavamo ovaj fenomen, radivši niz eksperimenata sa čvrstim tijelima, tekućinom i plinom.
Ući ćemo na kraj drvenog štapa u vatru. On će zapaliti. Drugi kraj štapa, koji je vani, biće hladan. To znači drvo ima lošu toplotnu provodljivost.
Donosimo na plamen alkoholnog staklenih štapova za krajnjeg tankih. Nakon nekog vremena zagrijava, drugi kraj će ostati hladan. Slijedom toga, I. staklo ima lošu toplotnu provodljivost.
Ako zagrejemo kraj metalne šipke u plamen, tada je vrlo brzo cijela šipka vrlo vruća. Držite ga u rukama više ne možemo.
To znači metali su dobro izvedeni toplini, i.e. imaju veću toplotnu provodljivost. Srebro i bakar posjeduju najveću toplotnu provodljivost.
Toplinska provodljivost u raznim supstancama je različita.
Vuna, kosa, ptica perje, papir, utikač i ostala porozna tijela imaju lošu toplotnu provodljivost. To je zbog činjenice da između vlakana ovih tvari ima zrak. Najniža toplotna provodljivost ima vakuum (prostor oslobođen zraka). Objavljuje se činjenicom da je toplotna provodljivost prenos energije iz jednog dijela tijela u drugi, koji se događa kada interakcija molekula ili drugih čestica. U prostoru, gdje nema čestica, toplotna provodljivost se ne može provesti.
Ako postoji potreba za zaštitom tijela od hlađenja ili grijanja, a zatim primijenite tvari sa niskom toplotnom provodljivošću. Dakle, za lonca, pan olovke od plastike. Kod kuće izgradnja iz trupaca ili cigle sa lošom toplotnom provodljivošću, što znači da su zaštićene od hlađenja.
Konvekcija
Konvekcija - Ovo je postupak prijenosa topline koji se provodi prenošenjem energije u tekućine ili plinske tokove.
Primjer izvedbenih pojava: Mali gramofon za papir, stavite plamen svijeće ili svjetlosne žarulje, pod djelovanjem rastućeg grijanog zraka počinje se rotirati. Ovaj fenomen može se objasniti na ovaj način. Zrak, u kontaktu s toplom lampom, zagrijava se, širi se i postaje manje gust od hladnog zraka koji je okružen. Arhimedena sila koja djeluje na toplom zraku sa strane hladnog odozdo prema gore, više od moći gravitacije, koja djeluje na toplom zraku. Kao rezultat toga, grijani zrak "pojavljuje se", ustaje, a njegovo mjesto zauzima hladan zrak.
Kada konvekcija, energija prebacuju mlazovi plina ili sami tekućine.
Razlikovati dvije vrste konvekcijskog:
- prirodno (ili besplatno)
- prisiljen
Da bi se konvekcija u tekućima i plinovima potrebno zagrejati odozdo.
Konvekcija u krutima se ne može pojaviti.
Zračenje
Zračenje - Elektromagnetsko zračenje emitirano zbog unutarnje energetske tvari na određenoj temperaturi.
Snaga termičkog zračenja objekta koja zadovoljava kriterije za apsolutno crno tijelo stephenov zakon Boltzmanna.
Omjer radijatskog i apsorpcijskog kapaciteta tijela je opisan zakon radijacije Kirchhoffa.
Prijenos energije zračenjem razlikuje se od drugih vrsta prijenosa topline: ona može se izvesti u kompletnom vakuumu.
Emitiraju energiju Sva tijela: i snažno zagrijava i slabo, na primjer, ljudsko tijelo, peć, električna žarulja, itd. Ali veća je tjelesna temperatura, što je više energije, što više energije prenosi zračenjem. U ovom slučaju, energija je djelomično apsorbirana ta tijela, a djelomično se odražava. Kada se energija apsorbira, zagrijava se na različite načine, ovisno o stanju površine.
Tijela sa tamnom površinom bolje su apsorbirane i emitiraju energiju od tijela koja imaju svjetlo površinu. Istovremeno, tijelo sa tamnom površinom hladi se brže zračenjem od tijela sa laganom površinom. Na primjer, u svijetlom čajlu, topla voda zadržava visoku temperaturu nego u mraku.
Termička energija je termin koji koristimo za opisivanje razine aktivnosti molekula u objektu. Povećana uzbuđenje, na ovaj ili onaj način, povezan je s porastom temperature, dok su u hladnim objektima, atomi se premještaju mnogo sporije.
Primjeri prijenosa topline mogu se naći svuda - u prirodi, tehniku \u200b\u200bi svakodnevni život.
Primjeri prijenosa topline
Najveći primjer prijenosa topline je sunce koje zagrijava planetu Zemlju i sve što se nalazi na njemu. U svakodnevnom životu možete pronaći puno sličnih opcija, samo u mnogo manje globalnog smisla. Dakle, koji primjeri prijenosa topline mogu se primijetiti u svakodnevnom životu?
Evo nekih od njih:
Toplina je pokret
Termički tokovi su u stalnom pokretu. Glavne metode njihovog prijenosa mogu se nazvati Konvencijom, zračenjem i provodljivošću. Pogledajmo ove koncepte detaljnije.
Šta je provodljivost?
Možda je mnogo više nego što je jednom primijetio da u istoj sobi senzacija dodira s poda može biti potpuno drugačiji. Lijepo je i toplo hodati po tepihu, ali ako idete u kupaonicu s bosonogim nogama, topljiva hladnoća odmah daje osjećaj energije. Samo ne u slučaju gdje postoje grijani podovi.
Pa zašto je površina pločica zamrznuta? To je sve zbog toplotne provodljivosti. Ovo je jedna od tri vrste prijenosa topline. Kad god su dva objekta različitih temperatura u kontaktu jedni s drugima, toplinska energija će se održati između njih. Primjeri prijenosa topline u ovom slučaju mogu se dati na sljedeći način: držanje metalne ploče, čiji će drugi kraj biti postavljen iznad plamena svijeće, a s vremenom možete osjetiti paljenje i bol i u vrijeme dodirivanja željeza Ručka, može se dobiti ključala voda.
Čimbenici provođenja
Dobro ili loše provođenje ovisi o nekoliko faktora:
- Pogled i kvaliteta materijala iz kojeg su predmeti izrađeni.
- Površina dva objekta u kontaktu.
- Temperaturna razlika između dva objekta.
- Debljina i veličina predmeta.
U obliku jednadžbe izgleda ovako: brzina prijenosa topline u objektu jednaka je toplinskoj provodljivosti materijala iz kojeg se objekt pomnoženo po površini u kontaktu pomnoženo s temperaturnom razlikom između dva objekta i podijeljeno u debljinu materijala. Sve je jednostavno.
Primjeri provodljivosti
Direktan prijenos topline iz jednog objekta na drugi naziva se provođenje, a tvari koje se toplo provode nazivaju se vodiči. Neki materijali i supstance ne su se nose sa ovim zadatkom, nazivaju se izolatorima. Oni uključuju drva, plastiku, stakloplastiku, pa čak i zrak. Kao što znate, izolatori zapravo ne zaustavljaju toplinski protok, već jednostavno usporite u jednu ili drugu mjeru.
Konvekcija
Ova vrsta prijenosa topline kao konvekcija javlja se u svim tekućinama i gasovima. Možete udovoljiti takvim primjerima prijenosa topline u prirodi i u svakodnevnom životu. Kad se tečna zagrije zagrije, molekuli na dnu stiču energiju i počinju se kretati brže, što dovodi do smanjenja gustoće. Molekuli tople tekućine se počnu da se kreću, dok hladnjak (gušće tekućina) počinje da potone. Nakon što su cool molekuli dosegnuli dno, opet dobivaju svoj udio u energiji i ponovo traže vrh. Ciklus se nastavlja sve dok postoji izvor topline na dnu.
Primjeri prijenosa topline mogu se dati na sljedeći način: S posebnim opremljenim plamenom, toplim zrakom, punjenje prostora balona, \u200b\u200bmože podići cijeli dizajn na dovoljno veliku visinu, cijela stvar je da je topli zrak lakši od hladnog .
Zračenje
Kad sjednete ispred požara, zagrijavate toplinu iz nje. Ista stvar se događa ako donesete dlan na paljenje svjetla, a da ne dodirnete. I vi ćete se osjećati toplo. Najveći primjeri prijenosa topline u svakodnevnom životu i prirodnim glavama solarne energije. Svakog dana, toplina sunce prolazi kroz 146 miliona KM praznog prostora do samo zemlje. Ovo je pokretačka snaga za sve oblike i sisteme života koji danas postoje na našoj planeti. Bez ove metode prijenosa bili bismo u velikoj nevolji, a svijet ne bi bio uopće kako to znamo.
Zračenje je prijenos topline pomoću elektromagnetskih talasa, bilo da je radio val, infracrveni, rendgen ili čak vidljivo svjetlo. Svi predmeti emitiraju i apsorbiraju blistavu energiju, uključujući i sam osobu, ali nisu svi predmeti i tvari trebali se nositi s tim zadatkom na isti način. Primjeri prijenosa topline u svakodnevnom životu mogu se razmotriti korištenjem konvencionalne antene. U pravilu, ono što radi dobro je dobro i apsorbuje. Što se tiče zemlje, potrebno je energija od sunca, a zatim ga vraća u svemir. Ova zračenje se naziva zemaljsko zračenje, a to je ono što omogućava moguć pristup na planeti.
Primjeri prijenosa topline u prirodi, svakodnevni život, tehničar
Prijenos energije, posebno, termički, je temeljno područje istraživanja za sve inženjere. Zračenje čini zemljište pogodno za stanište i daje obnovljivu solarnu energiju. Konvekcija je osnova mehanike, odgovorna je za zračni protok u zgradama i razmjeni zraka u kućama. Provodljivost vam omogućava da zagrijavate tavu, samo ga stavljate na vatru.
Brojni primjeri prijenosa topline u umjetnosti i priroda su očigledni i javljaju se svuda u našem svijetu. Gotovo svi igraju veliku ulogu, posebno u oblasti mašinstva. Na primjer, prilikom dizajniranja sistema ventilacije zgrade, inženjeri izračunavaju toplinski prijenos zgrade u okolinu, kao i interni prijenos topline. Pored toga, oni biraju materijale koji minimiziraju ili maksimiziraju prijenos topline kroz zasebne komponente za optimizaciju efikasnosti.
Isparavanje
Kad su tekući atomi ili molekuli (na primjer, vode) izloženi značajnoj količini plina, oni imaju tendenciju da spontano uđu u gasovito stanje ili isparavaju. To je zato što se molekule stalno kreću u različitim smjerovima nasumičnim brzinama i sudova međusobno suočavaju. Tokom ovih procesa neki od njih dobijaju kinetičku energiju dovoljnu da se odbijaju iz izvora grijanja.
Međutim, nisu svi molekuli imaju vremena da ispare i postanu vodene pare. Sve ovisi o temperaturi. Dakle, voda u čaši će isparavati sporije nego u gulaš grijati na peći. Kipuća voda značajno povećava energiju molekula, što zauzvrat ubrzava proces isparavanja.
Osnovni pojmovi
- Provodljivost je prijenos topline kroz supstancu s direktnim kontaktom atoma ili molekula.
- Konvekcija je prenos topline zbog opterećenja plina (na primjer, zrak) ili tekućinu (na primjer, vode).
- Zračenje je razlika između apsorbirane i odbijene količine topline. Ova sposobnost snažno ovisi o boji, crnim predmetima apsorbiraju više topline od svjetlosti.
- Isparavanje je proces u kojem se atomi ili molekule u tečnom stanju proizvode dovoljno energije da postanu plin ili pare.
- - Ovo su gasovi koji odgađaju toplinu sunca u zemljinoj atmosferi, proizvodeći efekat staklene bašte. Dodijelite dvije glavne kategorije - to je vodena para i ugljen-dioksid.
- - To su beskonačni resursi koji se brzo i prirodno nadopunjuju. To uključuje sljedeće primjere prijenosa topline u prirodi i tehnologiji: vjetrovi i energiju Sunca.
- Termička provodljivost je brzina kojom materijal prenosi toplinsku energiju putem sebe.
- Termička ravnoteža je stanje u kojem su svi dijelovi sustava u istom temperaturnom režimu.
Aplikacija u praksi
Brojni primjeri prijenosa topline u prirodi i tehnologiji (slike iznad) ukazuju na to da bi ti procesi trebali biti dobro proučavani i posluženi u dobrom. Inženjeri primjenjuju svoje znanje o principima prijenosa topline, istražuju nove tehnologije koje su povezane sa korištenjem obnovljivih izvora i manje su destruktivne za okoliš. Ključni trenutak To je razumijevanje da transfer energije otvara beskrajne mogućnosti za inženjerske rješenja i ne samo.
Prijenos topline jedan je od načina promjene unutrašnje energije tijela (ili sustava Tel), dok unutrašnja energija jednog tijela ulazi u unutrašnju energiju drugog tijela bez obavljanja mehaničkog rada.
Postoje 3 vrste prijenosa topline:
Razmjena topline između dva medija događa se kroz čvrsti zid koji ih razdvaja ili kroz površinu dijela između njih.
Toplina se može kretati samo od tijela s višom temperaturom na tijelo manje zagrijane.
Three Exchange uvijek teče tako da gubitak unutarnje energije nekih tijela uvijek prati isti priraštaj u unutrašnju energiju drugih tijela koja su uključena u razmjenu topline.
Ovo je poseban slučaj zakon očuvanja energije.
ZANIMLJIVO
Portrid, patke i druge ptice nisu namrštene zimi jer se mogu razlikovati od tjelesne temperature za više od 30 stepeni. Niska papska temperatura snažno snižava prijenos topline. Ovo su zaštitne sile tela!
Termička provodljivost je prijenos energije iz veće grijane površine tijela na manje zagrijane zbog toplinskog kretanja i interakcije mikročestica (atoma, molekula, jona itd.), Što dovodi do izravnavanja tjelesne temperature.
Ne popraćeno prenosom tvari!
Ova vrsta unutarnjeg prijenosa energije karakteristična je i za krutine i tekućine i gasove.
Toplinska provodljivost raznih supstanci je različita.
Metali imaju najveću toplotnu provodljivost,
Štaviše, različiti metali toplotne provodljivosti razlikuju se.
Tečnosti imaju manje toplotne provodljivosti od čvrstih tijela, a plinovi su manji od tečnosti.
Kad se gornji kraj zagrijava sa ispitnom epruvetom za prstom sa zrakom unutra, ne možete se bojati da spalite prst, jer Toplinska provodljivost gasova je vrlo mala.
Zanimljivo je da biste na primjer mogli donijeti ruku blizu plamena, plamenik plina (temperatura je veća od 1000 stepeni) i ne spalite ga ako ...
I šta ako?
Plin, u pravilu, vrlo loši toplinski provodnik, pa bi bilo dovoljno za samo mali sloj zraka između ruke i plamena. Ali!
Ali postoji fenomen kao konvekcija u plinovima, tako blizu ručne plamene ruke izgore.
Pogledajte polica za knjige
Znaš li to ...
Veliki poteškoće Graditelji graditelja daju temelj temelje, posebno u regijama sa permafrost. Kuće često daju pukotine zbog postavljanja tla ispod njih, temelj prenosi tlo neku količinu topline. Stoga su zgrade počele graditi na hrpe. U ovom se slučaju toplina prenosi samo termičkom provodljivošću iz temelja hrpe i dalje od tla hrpe iz onoga što treba učiniti gomile? Ispada da bi gomile izrađene od izdržljivog čvrstog materijala unutar kurseva trebaju biti ispunjene kerozinom. Ljeti se gomila zagrijava od vrha do dna, jer Tečnost ima nisku toplotnu provodljivost. Zimi padne zbog konvekcije tečnosti unutar njega, naprotiv, doprinijet će dodatnom hlađenju tla.
Ovo nije bajka, a ne fikcija!
Takav je projekt zaista dizajniran i testiran!
Italijanski naučnici izmislili su majicu koja omogućava održavanje stalne tjelesne temperature. Naučnici obećavaju da u ljetu neće biti vruće u njemu, a zimi je hladno, jer je ušivena iz posebnih materijala. Takvi se materijali već koriste u svemirskim letovima.
U starim mitraljezima "Maxim" zagrevanje vode spriječilo je oružje od topljenja.
U kuhinji podižući jela napunjena vrućom tečnošću, tako da ne gori, možete koristiti samo suhu krpu. Termička provodljivost zraka je mnogo manja od vode! A struktura tkanine je vrlo labava, a svi su montažni vlaknih vlakana ispunjeni suhim krpom zrakom i u vlažnom vodu. Gledaj, nemoj nemoći!
Vatra u Seru
Fenomen o tome koji je opisan prikazuje svojstva metala dobro za izvođenje topline.
Ako napravimo žičanu mrežu, pružajući dobru metalnu vezu na mjestima prelazeći žicu i stavite ga iznad plinskog plamenika, a zatim možete postaviti plin na ventilu na ventilu, dok ispod mreže neće izgorjeti. A ako lagani plin ispod rešetke, onda vatra "ne curi" preko rešetke!
U tim danima, kada nije bilo električnih žarulja za rudarske žarulje, koristili su Davy Lamp.
Bila je to svijeća, "posađena" u metalni kavez. Pa čak i ako je rudnik bio ispunjen zapaljivim gasovima, Davy lampica je bila sigurna i nije izazvala eksploziju - plamen nije prešao lampu zbog metalne mreže.