Types de transfert de chaleur conductivité thermique convection rayonnement thermique. Types de transfert de chaleur : coefficient de transfert de chaleur. Coefficients de conductivité thermique de diverses substances

Il en résulte un équilibre de température entre la gauche et côtés droits, car en physique il n'y a pas deux états énergétiquement très différents l'un à côté de l'autre. Donc, si la vis est chaude à gauche ici, cela signifie également que les particules dans la vis sont plus rapides. Et ces particules rapides frappent maintenant des particules plus lentes, qui accélèrent ensuite, puis en frappent d'autres, et ainsi de suite. et ainsi la chaleur est transférée lentement de la gauche vers la droite. Or, il existe des substances qui sont de meilleurs conducteurs de chaleur que d'autres. Bien sûr, si vous gardez une cuillère en plastique dans de l'eau bouillante, elle chauffera moins vite qu'une cuillère en argent par exemple.

En général, on peut dire : les bons conducteurs de chaleur sont aussi généralement de bons conducteurs électriques, comme le cuivre. Donc, tout d'abord, pour la conductivité thermique. Incidemment, les liquides et les gaz peuvent également conduire la chaleur. Mais alors le mélange et la diffusion au sein de la substance jouent un rôle important. Le point de transfert de la chaleur : à savoir le flux de chaleur ou la convection. Un flux de chaleur peut se produire dans l'eau. Nous donnons ici un exemple de courant marin. Le courant marin peut être causé par des différences de température dans l'eau à différents endroits.

Par exemple, si vous avez plus chaud du côté gauche, vous obtiendrez du courant là où l'eau devient plus froide. Les courants océaniques chauds peuvent alors libérer de la chaleur dans l'environnement et ainsi influer grandement sur le climat. C'est le transfert d'énergie interne d'un corps à un autre. Regardons un autre exemple flux de chaleur: Sèche-cheveux. Le sèche-cheveux gonfle l'air dans sa partie interne puis le souffle vers notre tête. Et là, par exemple, l'énergie interne de l'air peut être transférée à nos cheveux.

C'était donc un exemple de la façon dont la chaleur peut être transférée par le flux d'air. Passons maintenant au dernier exemple de flux de chaleur : le chauffage. L'eau coule dans le tuyau de chauffage. L'eau est chauffée au sous-sol. Parce que le eau chaude a une densité inférieure à celle du froid, il s'écoule maintenant vers le haut où il peut libérer la chaleur stockée dans l'environnement. Spécifiez comment transférer la chaleur : Radiation thermique. Le puits de chaleur typique est le soleil. Elle envoie ses rayons chauds vers la terre. Et quels sont exactement ces rayons ?

Les rayons du soleil ne sont également que des ondes électromagnétiques, ils ont donc les mêmes propriétés que la lumière, par exemple. Ils ne sont pas dans le domaine visible, mais plutôt dans le domaine infrarouge. Eh bien, c'est plus long que la lumière. Et la particularité du rayonnement thermique, contrairement à la conduction thermique ou au flux de chaleur, est que le transfert peut également avoir lieu dans le vide, c'est-à-dire quel que soit le besoin de transfert de chaleur. Un autre exemple de rayonnement thermique est un incendie. Bien que la chaleur soit transférée par conduction et flux de chaleur, nous sommes principalement capables de nous réchauffer dans un feu grâce à la chaleur rayonnante.

Eh bien, c'était pour trois différentes façons transfert de chaleur. Donc, nous résumons à nouveau : la chaleur, c'est-à-dire la forme d'énergie. Comme le courant marin ou le rayonnement thermique, par exemple, le soleil. D'accord, donc la chaleur est une forme d'énergie qui peut être transférée. Mais qu'est-ce que la température en revanche ? Et la température décrit, contrairement à la chaleur, l'énergie cinétique moyenne des particules. En d'autres termes, en mesurant la différence de température à travers un corps, vous pouvez voir la quantité de chaleur qui a été transférée à un autre corps. C'est la différence entre la température et la température.

Premièrement, il y a du métal à l'intérieur du ballon, qui est progressivement chauffé par conduction thermique. Ce métal transfère sa chaleur dans l'air. Il peut y avoir un flux de chaleur. Et toute la lampe émet beaucoup de chaleur, malheureusement, alors qu'elle devrait produire plus de lumière. Vous avez toujours défavorable Effets secondaires. J'espère donc que la vidéo vous a plu. Jusque-là, à la prochaine! L'un des principaux problèmes auxquels nous sommes confrontés lorsque nous essayons de comprendre le monde est qu'il est très difficile d'isoler un phénomène particulier du reste.

Dans la vraie vie, nous constatons que plusieurs événements se produisent, chacun avec des causes et des effets différents en même temps. Et c'est là le principal problème des sciences sociales : les variables du jeu sont infinies, et il n'est généralement pas faisable ou contraire à l'éthique de mener une expérience pour tester une hypothèse.

Heureusement, dans d'autres domaines scientifiques, les choses sont beaucoup plus simples, par exemple la physique, qui étudie les corps et leurs interactions, et il est souvent facile de mener une expérience qui isole un phénomène d'un autre. Mais dans tous les cas, nous constatons qu'une personne qui n'étudie pas ce sujet y voit généralement quelque chose de difficile et d'impénétrable. D'autre part, de nombreuses personnes ayant un esprit scientifique ont tendance à analyser plus de choses que nécessaire et à voir le monde plus ou moins comme suit.

Souvent, les écoles n'enseignent pas les outils de base à leurs élèves afin qu'ils comprennent quelque chose d'aussi simple que le transfert de chaleur. Cela peut sembler idiot, mais garder ces choses à l'esprit nous aide dans de nombreux aspects de la vie : réfléchir à comment nous protéger efficacement en fonction de la météo, même pour ou pour garder une bière fraîche. Qu'on le veuille ou non, la science est partout. Nous avons plutôt besoin d'une certaine base de connaissances scientifiques pour interagir plus efficacement avec l'Univers.

La chaleur, pour la physique, est le transfert d'énergie d'un corps avec une température plus élevée vers laquelle il y en a moins. Contrairement à ce que beaucoup pensent, la chaleur n'est pas la température, mais le transfert d'énergie. Ainsi, la même expression "transfert de chaleur" serait redondante, mais elle est utilisée de la même manière. Quand on dit que l'eau est chaude, on dit qu'elle a beaucoup d'énergie thermique. Cela signifierait que leurs molécules vibrent fortement, donc si nous les touchons, elles transféreront ces vibrations dans leurs mains, et selon leur force, elles peuvent nous nuire.

Toucher un corps chaud n'est pas le seul moyen de transférer de l'énergie thermique, il y a trois façons. Ce sera la conduction, il y a aussi le rayonnement et la convection, mais dans la plupart des cas, les trois situations se produisent en même temps, et certaines plus que d'autres. C'est pourquoi ces trois lapins en chocolat ont été sacrifiés pour montrer chacun d'eux de la manière la plus isolée.

Dans le premier cas, on voit le tueur poser un fer chaud sur un lapin en chocolat. Le point de fusion du chocolat est d'environ 36º, et le fer est certainement supérieur à 100º, donc les molécules de celui-ci ont tendance à transférer une partie de leur température au chocolat, le faisant fondre petit à petit pendant qu'il refroidit lentement. La conduction se produit lorsque deux substances sont en contact et le transfert de chaleur se produit à partir de plus haute température vers le bas jusqu'à ce que le système soit en équilibre thermique. Ce phénomène se produit principalement entre solides et dans une moindre mesure dans les liquides.

Dans les gaz, la conductivité thermique est minimale car les molécules sont largement séparées les unes des autres. Dans le second cas, une dose de rayonnement infrarouge est appliquée au lapin. Il se trouve que le rayonnement n'est pas seulement ce qu'ils ont bombes atomiques, mais ce ne sont que de très petites particules sans masse qui se comportent comme des ondes de fréquences différentes. Selon la fréquence qu'ils ont, ce sont les ondes radio, infrarouges, lumineuses, ultraviolettes, X. Chacun d'eux avec des propriétés et des caractéristiques différentes a la capacité d'interagir avec ce que nous appelons la lumière.

Les rayons X peuvent traverser la chair, mais pas les choses beaucoup plus denses comme les os ou les métaux. Le rayonnement infrarouge interagit avec presque toutes les substances, et lorsqu'il s'étend de la lampe à la surface du chocolat, sa température augmente. Tous les corps émettent un rayonnement infrarouge, plus leur température est élevée, plus ils en émettent. C'est l'une des raisons pour lesquelles les corps ont tendance à "se refroidir" ou à s'équilibrer thermiquement. environnement. Même s'il n'entre en contact avec rien, le corps perd de l'énergie sous forme de rayonnement infrarouge.

Enfin, le troisième lapin souffre d'une crise de sèche-cheveux. Un jet d'air chaud frappe votre visage. Nous avons dit que les gaz n'ont pas une bonne conductivité thermique, car les molécules interagissent également faiblement entre elles. Mais si on crée un gros mouvement, on va faire beaucoup de particules au contact du lapin. De cette façon, l'air perdra de sa température et le chocolat montera, en s'équilibrant. En thermodynamique, la convection est le transfert de chaleur par le mouvement d'un fluide, dans d'autres domaines de la physique, comme en mécanique des fluides, on l'appelle convection. mouvement simple liquides, sans intérêt que le transfert soit de la chaleur.

Dans la vraie vie, nous pouvons utiliser ces concepts pour comprendre comment un thermos maintient la température du liquide qu'il stocke. Tous ceux qui en ont déjà cassé un sauront qu'ils sont fabriqués à partir d'une double couche de verre miroir. Le miroir sert à empêcher la perte de chaleur par rayonnement, car les rayons infrarouges sont réfléchis sur les surfaces réfléchissantes et ne quittent pas le récipient. L'espace entre les deux couches de verre réside dans le fait que la chaleur n'est pas transférée par conduction : celles de meilleure qualité disposer d'un "vide" ou d'air à très basse pression.

Nous avons dit que la conductivité des gaz est minimale, puisque leurs molécules interagissent très peu. Eh bien, moins il y a de molécules, moins il y aura d'interaction. Si un vide parfait était atteint, la transmission à travers le câblage serait nulle. Le thermos maintient également des températures inférieures à celles de l'environnement. Il en va de même pour la conduction, et le miroir servira à ce que le rayonnement infrarouge provenant de notre corps ne soit pas absorbé par celui-ci.

La chaleur est le transfert d'énergie. En gastronomie, il est utilisé pour modifier chimiquement et physiquement les aliments et ainsi les rendre plus faciles à digérer, à mastiquer, à changer de goût et à les rendre plus sûrs. Ce transfert d'énergie tend toujours à égaliser la température des éléments du système, de sorte que la partie chaude est refroidie et la partie froide est chauffée, ce qui entraîne une égalisation de ses températures.

Le transfert d'énergie peut être réalisé par trois mécanismes différents. La conductivité de la chaleur est donnée par le transfert d'énergie cinétique entre les molécules. Sa vitesse et son efficacité dépendent directement de la conductivité thermique, qui est différente dans chaque substance. Dans la cuisine, ce moment est d'une importance capitale lors du choix du matériau avec lequel les casseroles et poêles sont fabriquées, et du gril ou de la grille que nous allons utiliser. Les matériaux qui conduisent mieux la chaleur pourront transférer la chaleur plus tôt et mieux dans les aliments.

Parmi les matériaux courants, les casseroles en cuivre et en aluminium sont celles qui chauffent le plus rapidement, tandis que le fer et l'acier mettent plus de temps à changer de température mais retiennent plus de chaleur. Ce mécanisme de transfert de chaleur est celui qui est testé lorsque la casserole est cuite dans une casserole d'eau ou cuite au four. Dans les deux cas, l'eau et l'air circulent respectivement dans le système, homogénéisant la température.