انواع انتقال حرارت تابش حرارتی همرفتی هدایت حرارتی. انواع انتقال حرارت: ضریب انتقال حرارت. ضرایب هدایت حرارتی مواد مختلف

این منجر به تعادل دما بین سمت چپ و سمت راست، زیرا در فیزیک دو حالت بسیار متفاوت از نظر انرژی در کنار یکدیگر وجود ندارد. بنابراین، اگر پیچ در سمت چپ اینجا گرم است، به این معنی است که ذرات موجود در پیچ سریعتر هستند. و این ذرات سریع اکنون به ذرات کندتر برخورد می کنند، که سپس سرعت می گیرند، سپس به دیگران برخورد می کنند و غیره. و بنابراین گرما از سمت چپ به آرامی به راست منتقل می شود. اکنون موادی وجود دارند که رسانای گرمایی بهتری نسبت به سایرین هستند. البته اگر یک قاشق پلاستیکی را در آب جوش نگه دارید، سریعتر از یک قاشق نقره ای مثلاً گرم می شود.

به طور کلی می توان گفت: هادی های خوب گرما معمولاً هادی های الکتریکی خوبی مانند مس نیز هستند. بنابراین، اول از همه، برای هدایت حرارتی. اتفاقاً مایعات و گازها نیز می توانند گرما را هدایت کنند. اما سپس اختلاط و انتشار درون ماده نقش مهمی ایفا می کند. نقطه چگونگی انتقال گرما: جریان گرما یا همرفت نامیده می شود. جریان گرما می تواند در آب رخ دهد. در اینجا مثالی از جریان دریایی می آوریم. جریان دریا می تواند ناشی از اختلاف دمای آب در مکان های مختلف باشد.

به عنوان مثال، اگر در سمت چپ گرمتر باشید، در جایی که آب سردتر می شود، جریان دریافت خواهید کرد. سپس جریان های گرم اقیانوسی می توانند گرما را در محیط آزاد کنند و در نتیجه بر آب و هوا تأثیر زیادی بگذارند. انتقال انرژی درونی از یک جسم به بدن دیگر است. بیایید به مثال دیگری نگاه کنیم جریان دما: سشوار. سشوار هوا را در قسمت داخلی خود باد می کند و سپس آن را به سمت بیرون به سمت سر ما می دمد. و در آنجا مثلاً انرژی درونی هوا می تواند به موهای ما منتقل شود.

بنابراین این نمونه ای از چگونگی انتقال گرما از طریق جریان هوا بود. حال برای آخرین مثال از جریان گرما: گرم کردن. آب در لوله گرمایش جریان دارد. آب در زیرزمین گرم می شود. از آنجا که آب گرمچگالی کمتری نسبت به چگالی سرد دارد، اکنون به سمت بالا جریان می یابد و می تواند گرمای ذخیره شده را به محیط آزاد کند. نحوه انتقال حرارت را مشخص کنید: تابش حرارتی. هیت سینک معمولی خورشید است. او پرتوهای گرم خود را به زمین می فرستد. و این پرتوها دقیقا چیست؟

پرتوهای خورشید نیز فقط امواج الکترومغناطیسی هستند، بنابراین خواصی مانند نور دارند. آنها در محدوده مرئی نیستند، بلکه بیشتر در محدوده مادون قرمز قرار دارند. خوب، از نور طولانی تر است. و ویژگی تابش حرارتی، بر خلاف هدایت گرما یا جریان گرما، این است که انتقال می تواند در خلاء نیز انجام شود، یعنی بدون توجه به نیاز به انتقال حرارت. نمونه دیگری از تشعشعات حرارتی آتش سوزی است. اگرچه گرما از طریق رسانش و جریان گرما منتقل می شود، ما در درجه اول قادر به گرم شدن در آتش از طریق گرمای تابشی هستیم.

خوب برای سه بود روش های مختلفانتقال حرارت. بنابراین، دوباره خلاصه می کنیم: گرما، یعنی شکل انرژی. مانند جریان دریا، یا تشعشعات حرارتی، به عنوان مثال، خورشید. خوب، بنابراین گرما یک شکل انرژی است که می تواند منتقل شود. اما دما در مقابل چیست؟ و دما، برخلاف گرما، میانگین انرژی جنبشی ذرات را توصیف می کند. به عبارت دیگر، با اندازه گیری اختلاف دما در سراسر یک جسم، می توانید ببینید چه مقدار گرما به جسم دیگر منتقل شده است. این تفاوت بین دما و دما است.

ابتدا فلزی در داخل فلاسک وجود دارد که به تدریج توسط هدایت حرارتی گرم می شود. این فلز گرمای خود را به هوا منتقل می کند. ممکن است جریان گرما وجود داشته باشد. و کل لامپ گرمای زیادی را متأسفانه ساطع می کند، اگرچه باید نور بیشتری تولید کند. شما همیشه بدی دارید اثرات جانبی. پس امیدوارم از ویدیو لذت برده باشید. تا آن زمان، دفعه بعد می بینمت! یکی از مشکلات اصلی ما هنگام تلاش برای درک جهان این است که جدا کردن یک پدیده خاص از بقیه بسیار دشوار است.

در زندگی واقعی، متوجه می‌شویم که چندین رویداد اتفاق می‌افتد، که هر کدام علل و اثرات متفاوتی دارند. و این مشکل اصلی علوم اجتماعی است: متغیرهای بازی بی نهایت هستند و به طور کلی انجام آزمایشی برای آزمایش یک فرضیه امکان پذیر یا غیراخلاقی نیست.

خوشبختانه، در سایر زمینه های علم، همه چیز بسیار ساده تر است، به عنوان مثال، فیزیک، که اجسام و تعاملات آنها را مطالعه می کند، و انجام آزمایشی که یک پدیده را از پدیده دیگر جدا می کند، اغلب آسان است. اما در هر صورت متوجه می شویم که فردی که این موضوع را مطالعه نمی کند، معمولاً چیزی سخت و غیر قابل نفوذ در آن می بیند. از سوی دیگر، بسیاری از افرادی که ذهن علمی دارند، تمایل دارند بیش از حد لازم چیزها را تجزیه و تحلیل کنند و جهان را کم و بیش به این صورت ببینند.

بسیاری از مواقع مدارس ابزارهای اساسی را به دانش آموزان خود آموزش نمی دهند تا آنها چیزی به سادگی انتقال حرارت را درک کنند. ممکن است احمقانه به نظر برسد، اما در نظر گرفتن این موارد در بسیاری از جنبه‌های زندگی به ما کمک می‌کند: فکر کردن به اینکه چگونه می‌توان بسته به آب و هوا از ما محافظت کرد، حتی برای یا نگه داشتن یک آبجو سرد. چه بخواهیم چه نخواهیم علم همه جا هست. بلکه برای تعامل مؤثرتر با کیهان به پایگاه معینی از دانش علمی نیاز داریم.

گرما، از نظر فیزیک، انتقال انرژی از جسمی با دمای بالاتر است که دمای آن کمتر است. برخلاف تصور بسیاری، گرما دما نیست، بلکه انتقال انرژی است. بنابراین همان عبارت "انتقال گرما" اضافی خواهد بود، اما به همان روش استفاده می شود. وقتی می گوییم آب گرم است، می گوییم انرژی حرارتی زیادی دارد. این بدان معنی است که مولکول های آنها به شدت ارتعاش می کنند، بنابراین اگر آنها را لمس کنیم، این ارتعاشات را به دستان خود منتقل می کنند و بسته به اینکه چقدر قوی هستند، می توانند به ما آسیب برسانند.

لمس بدن داغ تنها راه انتقال انرژی گرمایی نیست، سه راه وجود دارد. این رسانایی خواهد بود، تابش و همرفت نیز وجود دارد، اما در بیشتر موارد هر سه حالت همزمان اتفاق می‌افتند و برخی بیشتر از موارد دیگر. به همین دلیل است که این سه خرگوش شکلاتی قربانی شدند تا هر کدام از آنها به منزوی ترین شکل نشان داده شود.

در مورد اول، قاتل را می بینیم که یک اتو داغ را روی یک خرگوش شکلاتی گذاشته است. نقطه ذوب شکلات حدود 36 درجه است و آهن مطمئناً بیش از 100 درجه است، بنابراین مولکول های آن تمایل دارند مقداری از دمای خود را به شکلات منتقل کنند و در حالی که به آرامی سرد می شود آن را ذوب می کنند. رسانایی زمانی اتفاق می‌افتد که دو ماده در تماس باشند و انتقال حرارت از تعداد بیشتری صورت می‌گیرد درجه حرارت بالابه پایین تا زمانی که سیستم در تعادل حرارتی قرار گیرد. این پدیده عمدتاً بین مواد جامدو به میزان کمتری در مایعات.

در گازها، رسانایی حرارتی حداقل است، زیرا مولکول ها به طور گسترده ای از یکدیگر جدا شده اند. در حالت دوم، دوز تابش مادون قرمز به خرگوش اعمال می شود. این اتفاق می افتد که تشعشع تنها چیزی نیست که آنها دارند بمب های اتمی، اما آنها فقط ذرات بسیار کوچک و بدون جرم هستند که مانند امواجی با فرکانس های مختلف رفتار می کنند. بسته به فرکانسی که دارند، امواج رادیویی، مادون قرمز، نور، اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس هستند. هر یک از آن ها با خواص و ویژگی های متفاوت، توانایی تعامل با چیزی را دارند که ما آن را نور می نامیم.

اشعه ایکس می تواند از گوشت عبور کند، اما از چیزهای بسیار متراکم تر مانند استخوان یا فلزات عبور نمی کند. تشعشعات مادون قرمز تقریباً با همه مواد تعامل دارد و وقتی از لامپ به سطح شکلات می رسد دمای آن افزایش می یابد. همه اجسام تشعشعات مادون قرمز ساطع می کنند، هر چه دمای آنها بالاتر باشد، بیشتر ساطع می کنند. این یکی از دلایلی است که بدنها تمایل به "سرد شدن" یا تعادل حرارتی دارند. محیط. حتی اگر با چیزی تماس نداشته باشد، بدن انرژی خود را به صورت اشعه مادون قرمز از دست می دهد.

در نهایت خرگوش سوم از سشوار شدن رنج می برد. یک جت هوای گرم به صورت شما برخورد می کند. گفتیم که گازها رسانایی گرمایی خوبی ندارند، زیرا مولکول ها به همان اندازه ضعیف با یکدیگر برهمکنش می کنند. اما اگر حرکت بزرگی ایجاد کنیم، ذرات زیادی در تماس با خرگوش ایجاد می کنیم. به این ترتیب هوا دما را از دست می دهد و شکلات بالا می رود و متعادل می شود. در ترمودینامیک، همرفت عبارت است از انتقال گرما از طریق حرکت یک سیال، در سایر زمینه های فیزیک، مانند مکانیک سیالات، به آن همرفت می گویند. حرکت سادهمایعات، بدون علاقه که آیا انتقال گرما باشد.

در زندگی واقعی، ما می توانیم از این مفاهیم برای درک چگونگی حفظ دمای مایعی که یک قمقمه ذخیره می کند، استفاده کنیم. همه کسانی که تا به حال یکی از آنها را شکسته اند می دانند که آنها از یک لایه شیشه آینه دولایه ساخته شده اند. آینه‌کاری از هدر رفتن گرما توسط تشعشعات جلوگیری می‌کند، زیرا اشعه‌های مادون قرمز بر روی سطوح آینه‌ای منعکس می‌شوند و ظرف را ترک نمی‌کنند. فضای بین دو لایه شیشه در این واقعیت نهفته است که گرما از طریق رسانایی منتقل نمی شود: لایه های شیشه بهترین کیفیتیک "خلاء" یا هوا با فشار بسیار کم داشته باشید.

ما گفتیم که رسانایی گازها حداقل است، زیرا مولکول های آنها بسیار کم برهم کنش دارند. خوب، هر چه مولکول ها کمتر باشد، برهمکنش کمتری خواهد داشت. اگر خلاء کامل حاصل شود، انتقال از طریق سیم کشی صفر خواهد بود. قمقمه همچنین دما را کمتر از دمای محیطی نگه می دارد. همین امر در مورد رسانایی نیز صدق می کند، و آینه به گونه ای عمل می کند که تابش فروسرخ که از بدن ما می آید توسط آن جذب نمی شود.

گرما انتقال انرژی است. در غذا شناسی برای تغییر شیمیایی و فیزیکی مواد غذایی و در نتیجه سهولت هضم، جویدن، تغییر طعم و ایمن کردن آنها استفاده می شود. این انتقال انرژی همیشه تمایل دارد تا دمای عناصر موجود در سیستم را یکسان کند، بنابراین قسمت گرم خنک می شود و قسمت سرد گرم می شود و در نتیجه دمای آن یکسان می شود.

انتقال انرژی را می توان با سه مکانیسم مختلف انجام داد. رسانایی گرما با انتقال انرژی جنبشی بین مولکول ها به دست می آید. سرعت و کارایی آن مستقیماً به هدایت حرارتی بستگی دارد که در هر ماده متفاوت است. در آشپزخانه، این لحظه هنگام انتخاب موادی که قابلمه ها و ماهیتابه ها با آن ساخته می شوند و گریل یا رنده ای که استفاده خواهیم کرد از اهمیت کلیدی برخوردار است. موادی که گرما را بهتر هدایت می کنند، می توانند گرما را زودتر و بهتر به غذا منتقل کنند.

در بین مواد رایج، قابلمه های مسی و آلومینیومی سریع ترین حرارت را دارند، در حالی که آهن و فولاد زمان بیشتری برای تغییر دما دارند اما گرمای بیشتری را حفظ می کنند. این مکانیسم انتقال حرارت، مکانیزمی است که وقتی قابلمه در قابلمه آب پخته می شود یا در فر پخته می شود، آزمایش می شود. در هر دو مورد، آب و هوا به ترتیب در داخل سیستم گردش می کنند و دما را همگن می کنند.