Ո՞րն է ծակոտկեն մարմինների ջերմահաղորդականությունը և ինչու

Ջերմափոխադրումը բնության մեջ իրականացվում է ջերմահաղորդման, կոնվեկցիայի և ճառագայթման (ճառագայթման կլանում և արտանետում) օգնությամբ։

Ջերմության փոխանցման մեխանիզմը իրականում բացատրված է նախորդ պարբերությունում: Բերենք մեկ այլ օրինակ. Երբ մետաղյա ձողի ծայրը տաքացվում է, նրա մոլեկուլները սկսում են ավելի արագ շարժվել, այսինքն՝ այս ծայրի ներքին էներգիան մեծանում է: Քանի որ մոլեկուլներն ավելի դանդաղ են շարժվում ձողի մյուս ծայրում՝ ձողի ներսում, ատոմների և էլեկտրոնների քաոսային շարժման օգնությամբ, ներքին էներգիան տաքից սառը ծայրին է փոխանցվում։Ներքին էներգիայի փոխանցումը նյութի մի մասից մյուսը, մոլեկուլների և նյութի այլ մասնիկների քաոսային շարժման պատճառով, կոչվում է ջերմահաղորդություն։

Ի թիվս տարբեր տեսակներմետաղներն ունեն լավագույն ջերմային հաղորդունակությունը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրանք պարունակում են ազատ էլեկտրոններ։ Մենք նաև նշում ենք, որ նյութի ջերմային հաղորդունակությունը պինդ վիճակում ավելի մեծ է, քան հեղուկ վիճակում, իսկ հեղուկ վիճակում ավելի մեծ է, քան գազային վիճակում։

Դիտարկենք կոնվեկցիայի էությունը: Ջրի վատ ջերմահաղորդականությունը ցույց տալու համար սովորաբար վերևից տաքացնում են ջրի անոթը։ Միեւնույն ժամանակ, ջուրը կարող է եռալ վերեւում, բայց սառը մնալ ներքեւում: Այնուամենայնիվ, եթե անոթը տաքացվում է ներքևից, ապա ջուրը հավասարաչափ տաքացվում է ամբողջ ծավալով: Դա բացատրվում է նրանով, որ ջուրը տաքացնելիս ընդլայնվում է, իսկ խտությունը նվազում է։ Եթե ​​տաքացվող ջուրը գտնվում է ներքևում, ապա ջրի վերին, ավելի խիտ շերտերը ձգողականության ազդեցության տակ իջնում ​​են և տաք ջուրը վեր են տեղափոխում: Ջրի այս խառնումը կշարունակվի մինչև ամբողջ ջուրը եռա։Ջերմափոխանակությունը, որը տեղի է ունենում, երբ հեղուկի կամ գազի անհավասար տաքացվող շերտերը խառնվում են ձգողության ազդեցության տակ, կոչվում է կոնվեկցիա։ Հեշտ է տեսնել, որ անկշիռ վիճակում գտնվող տիեզերանավում կոնվեկցիան բացակայում է։(Մտածեք, թե ինչու է սառնարանների սառնարանը ներքևի փոխարեն ամրացված վերևում):

Կարող է թվալ, որ կոնվեկցիան չի կարող համարվել ջերմության փոխանցում, քանի որ այն կապված է ծանրության աշխատանքի հետ: Այնուամենայնիվ, կոնվեկցիայի ընթացքում հեղուկի կամ գազի ներքին էներգիայի աճը տեղի է ունենում միայն դրսից մատակարարվող ջերմության շնորհիվ, և ձգողականության ազդեցությունը կրճատվում է միայն հեղուկի կամ գազի միասնական տաքացման արագացման համար: Կոնվեկցիայի ընթացքում գրավիտացիայի գործողությունը լրացուցիչ ներդրում չի տալիս հեղուկի կամ գազի ներքին էներգիայի վրա: Հետևաբար, կոնվեկցիան կոչվում է ջերմության փոխանցում:

Արեգակի և Երկրի միջև ջերմափոխանակությունն իրականացվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման միջոցով։ Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումառաջանում է էլեկտրական լիցքերի շարժման արդյունքում և կտրուկ աճում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Մարմնի ճառագայթումը, որը որոշվում է միայն նրա ջերմաստիճանով, կոչվում է ջերմային ճառագայթում։

Ճառագայթման գործընթացը տեղի է ունենում մարմնի ներքին էներգիայի շնորհիվ . Երբ ճառագայթումը ներծծվում է որևէ այլ մարմնի կողմից, մարմնի ներքին էներգիան մեծանում է կլանված ճառագայթման էներգիայի պատճառով:Այսպիսով, ճառագայթման միջոցով էներգիան ավելի տաքացած մարմիններից փոխանցվում է ավելի քիչ տաքացած մարմիններին։Այս տեսակի ջերմափոխանակությունը տեղի է ունենում նույնիսկ մարմինների միջև նյութի բացակայության դեպքում:

Նախորդ պարբերությունում պարզեցինք, որ մետաղական ասեղը բաժակի մեջ իջեցնելիս հետ տաք ջուրշատ շուտով խոսակցության վերջն էլ թեժացավ։ Հետևաբար, ներքին էներգիան, ինչպես ցանկացած տեսակի էներգիա, կարող է փոխանցվել մի մարմնից մյուսը։ Ներքին էներգիան կարող է փոխանցվել նաև մարմնի մի մասից մյուսը։ Այսպիսով, օրինակ, եթե եղունգի մի ծայրը տաքացվի կրակի մեջ, ապա նրա մյուս ծայրը, որը գտնվում է ձեռքում, աստիճանաբար կջերմանա և այրվի ձեռքը։

Ներքին էներգիայի փոխանցման երևույթը մարմնի մի մասից մյուսը կամ մի մարմնից մյուսը, երբ դրանք անմիջական շփման մեջ են, կոչվում է ջերմահաղորդում։

Եկեք ուսումնասիրենք այս երևույթը՝ կատարելով մի շարք փորձեր պինդ, հեղուկների և գազերի հետ:

Փայտե փայտի ծայրը դնենք կրակի մեջ։ Այն կբռնկվի։ Փայտի մյուս ծայրը, որը դրսում է, սառը կլինի։ Այսպիսով, ծառն ունի վատ ջերմային հաղորդունակություն .

Մենք բարակ ապակյա ձողի ծայրը հասցնում ենք ոգու լամպի բոցին։ Որոշ ժամանակ անց այն կտաքանա, իսկ մյուս ծայրը կմնա սառը։ Հետեւաբար, ապակին նույնպես վատ ջերմահաղորդունակություն ունի։

Եթե ​​մետաղյա ձողի ծայրը տաքացնենք բոցի մեջ, ապա շատ շուտով ամբողջ ձողը շատ կտաքանա։ Մենք այլևս չենք կարող այն պահել մեր ձեռքերում։

Սա նշանակում է, որ մետաղները լավ ջերմություն են փոխանցում, այսինքն՝ ունեն մեծ ջերմային հաղորդունակություն. Ամենաբարձր ջերմային հաղորդունակությունըունեն արծաթ և պղինձ:

Դիտարկենք ջերմության փոխանցումը պինդ մարմնի մի մասից մյուսը հետևյալ փորձի ժամանակ։

Մենք ամրացնում ենք հաստի մի ծայրը պղնձի մետաղալարեռոտանի մեջ։ Մոմով մետաղալարին մի քանի մեխակ ամրացրեք։ Երբ լարերի ազատ ծայրը տաքացվում է սպիրտային լամպի բոցի մեջ, մոմը կհալվի։ Մեխակները կսկսեն աստիճանաբար թափվել (նկ. 5): Նախ կվերանան նրանք, որոնք ավելի մոտ են կրակին, հետո մնացածը հերթով։

Բրինձ. 5. Ջերմության փոխանցում պինդ մարմնի մի մասից մյուսը

Եկեք պարզենք, թե ինչպես է էներգիան փոխանցվում մետաղալարով: Մետաղական մասնիկների տատանողական շարժման արագությունը մեծանում է մետաղալարի այն հատվածում, որն ավելի մոտ է բոցին։ Քանի որ մասնիկները մշտապես փոխազդում են միմյանց հետ, հարեւան մասնիկների շարժման արագությունը մեծանում է։ Հաջորդ մետաղալարի ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ և այլն:

Պետք է հիշել, որ ջերմային հաղորդման ժամանակ նյութի տեղափոխում մարմնի մի ծայրից մյուսը չի կատարվում։

Այժմ դիտարկենք հեղուկների ջերմային հաղորդունակությունը: Վերցրեք փորձանոթը ջրով և սկսեք տաքացնել դրա վերին մասը։ Մակերեւույթի ջուրը շուտով եռալու է, իսկ փորձանոթի հատակին այս ընթացքում այն ​​միայն կջերմանա (նկ. 6): Սա նշանակում է, որ հեղուկներն ունեն ցածր ջերմային հաղորդունակություն, բացառությամբ սնդիկի և հալած մետաղների:

Բրինձ. 6. Հեղուկի ջերմահաղորդականություն

Դա պայմանավորված է նրանով, որ հեղուկներում մոլեկուլները գտնվում են միմյանցից ավելի մեծ հեռավորության վրա, քան պինդ մարմիններում։

Մենք ուսումնասիրում ենք գազերի ջերմային հաղորդունակությունը: Չոր փորձանոթ ենք դնում մատի վրա և տաքացնում ենք սպիրտային լամպի կրակի մեջ՝ ներքևից վեր (նկ. 7)։ Մատը երկար ժամանակ չի տաքանա։

Բրինձ. 7. Գազի ջերմահաղորդականություն

Դա պայմանավորված է նրանով, որ գազի մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նույնիսկ ավելի մեծ է, քան հեղուկների և պինդ մարմինների հեռավորությունը: Հետեւաբար, գազերի ջերմահաղորդունակությունն էլ ավելի քիչ է։

Այսպիսով, ջերմային հաղորդունակությունը ժամը տարբեր նյութերտարբեր.

Նկար 8-ում ցուցադրված փորձը ցույց է տալիս, որ տարբեր մետաղների ջերմային հաղորդունակությունը նույնը չէ:

Բրինձ. 8. Տարբեր մետաղների ջերմահաղորդականություն

Բուրդը, մազերը, թռչնի փետուրները, թուղթը, խցանափայտը և այլ ծակոտկեն մարմինները ունեն վատ ջերմահաղորդություն։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ օդը պարունակվում է այդ նյութերի մանրաթելերի միջև: Վակուումը (օդից ազատված տարածությունը) ունի ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը։ Սա բացատրվում է նրանով, որ ջերմահաղորդականությունը մարմնի մի մասից մյուսն էներգիայի փոխանցումն է, որը տեղի է ունենում մոլեկուլների կամ այլ մասնիկների փոխազդեցության ժամանակ։ Մի տարածության մեջ, որտեղ չկան մասնիկներ, ջերմային հաղորդակցությունը չի կարող տեղի ունենալ:

Եթե ​​անհրաժեշտություն կա պաշտպանել մարմինը սառեցումից կամ տաքացումից, ապա օգտագործվում են ցածր ջերմահաղորդականություն ունեցող նյութեր։ Այսպիսով, կաթսաների, թավայի համար, բռնակները պատրաստված են պլաստմասից: Տները կառուցված են գերաններից կամ աղյուսներից, որոնք ունեն վատ ջերմային հաղորդունակություն, ինչը նշանակում է, որ նրանք պաշտպանում են տարածքը սառչումից:

Հարցեր

1. Ինչպե՞ս է էներգիան փոխանցվում մետաղական մետաղալարով:
2. Բացատրեք փորձը (տես նկ. 8), որը ցույց է տալիս, որ պղնձի ջերմային հաղորդունակությունն ավելի մեծ է, քան պողպատի ջերմահաղորդականությունը:
3. Ո՞ր նյութերն ունեն ամենաբարձր և ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը: Որտեղ են դրանք օգտագործվում:
4. Ինչու՞ են կենդանիների և թռչունների մարմնի մորթին, փետուրը, փետուրները, ինչպես նաև մարդու հագուստը պաշտպանում ցրտից:

Վարժություն 3

1. Ինչու է խորը չամրացված ձյունը պաշտպանում ձմեռային բերքը ցրտահարությունից:
2. Ենթադրվում է, որ սոճու տախտակների ջերմահաղորդականությունը 3,7 անգամ գերազանցում է սոճու թեփին: Ինչպե՞ս բացատրել նման տարբերությունը:
3. Ինչու ջուրը չի սառչում սառույցի հաստ շերտի տակ:
4. Ինչո՞ւ է սխալ «մուշտակ տաք» արտահայտությունը։

Զորավարժություններ

Վերցրեք մի բաժակ տաք ջուր և միաժամանակ ջրի մեջ թաթախեք մետաղական և փայտե գդալը։ Ո՞ր գդալն է ավելի արագ տաքանալու: Ինչպե՞ս է ջերմափոխանակվում ջրի և գդալների միջև: Ինչպե՞ս է փոխվում ջրի և գդալների ներքին էներգիան:

8-րդ դասարանի ֆիզիկայի դասի համառոտագիր՝ «Ջերմային փոխանցման տեսակները».

Դասի նպատակները.

Աշակերտներին ծանոթացնել ջերմության փոխանցման տեսակներին:

Ձևավորել մարմինների ջերմային հաղորդունակությունը նյութի կառուցվածքով բացատրելու ունակություն. կարողանալ վերլուծել վիդեո տեղեկատվությունը; բացատրել դիտարկվող երևույթները.

Դասի տեսակը.համակցված դաս.

Դեմոներ:

1. Ջերմային փոխանցում մետաղյա ձողի երկայնքով:
2. Արծաթի, պղնձի և երկաթի ջերմահաղորդականությունը համեմատող փորձի տեսահոլովակի ցուցադրություն:
3. Թղթե անիվի պտտում միացված լամպի կամ սալիկի վրա:
4. Կոնվեկցիոն հոսանքների առաջացման տեսանյութի ցուցադրում, երբ ջուրը տաքացնում են կալիումի պերմանգանատով:
5. Տեսանյութի ցուցադրություն մուգ և բաց մակերեսով մարմինների ճառագայթման վերաբերյալ։

ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

Ի. Կազմակերպման ժամանակ

II. Դասի թեմայի և նպատակների մասին զեկուցում

Նախորդ դասին դուք սովորեցիք, որ ներքին էներգիան կարող է փոխվել աշխատանք կատարելով կամ ջերմություն փոխանցելով: Այսօր դասում մենք կանդրադառնանք, թե ինչպես է ներքին էներգիայի փոփոխությունը տեղի ունենում ջերմության փոխանցման միջոցով:
Փորձեք բացատրել «ջերմափոխանակում» բառի իմաստը («ջերմային փոխանցում» բառը ենթադրում է ջերմային էներգիայի փոխանցում): Ջերմությունը փոխանցելու երեք եղանակ կա, բայց ես դրանք չեմ անվանի, դուք ինքներդ կանվանեք դրանք, երբ լուծեք գլուխկոտրուկները։

Պատասխաններ՝ հաղորդունակություն, կոնվեկցիա, ճառագայթում:
Եկեք ծանոթանանք ջերմափոխանակման յուրաքանչյուր տեսակին առանձին, և թող Մ.Ֆարադեյի խոսքերը դառնան մեր դասի նշանաբանը՝ «Դիտարկե՛ք, սովորե՛ք, աշխատե՛ք»։

III. Նոր նյութ սովորելը

1. Ջերմահաղորդականություն

Պատասխանել հարցերին:

1. Ի՞նչ կլինի, եթե սառը գդալ դնենք տաք թեյի մեջ: (Որոշ ժամանակ անց կտաքանա):
2. Ինչու է սառը գդալը տաքանում: (Թեյն իր ջերմության մի մասը զիջել է գդալին, մի մասը՝ շրջակա օդին):
Եզրակացություն:Օրինակից պարզ է դառնում, որ ջերմությունը կարող է ավելի տաք մարմնից փոխանցվել ավելի քիչ տաքացած մարմնին (տաք ջրից սառը գդալ): Բայց էներգիան փոխանցվում էր նաև գդալի երկայնքով՝ տաքացած ծայրից սառը:
3. Ինչի՞ արդյունքում է ջերմության փոխանցումը գդալի տաքացած ծայրից սառը: (Մասնիկների շարժման և փոխազդեցության արդյունքում)

Տաք թեյի մեջ գդալ տաքացնելը ջերմային հաղորդման օրինակ է։

Ջերմային ջերմահաղորդություն- էներգիայի փոխանցումը մարմնի ավելի տաքացած մասերից դեպի քիչ տաքացած մասեր՝ ջերմային շարժման և մասնիկների փոխազդեցության արդյունքում։

Եկեք փորձարկենք.

Ամրացրեք պղնձե մետաղալարերի ծայրը եռոտանի ստորոտում: Մեխակները մետաղալարին մոմով ամրացնում են։ Մոմերի լարերի ազատ ծայրը կամ սպիրտային լամպի բոցի վրա կտաքացնենք։

Հարցեր.

1. Ի՞նչ ենք մենք դիտարկում: (Մեխակները սկսում են աստիճանաբար հերթով թափվել, նախ նրանք, որոնք ավելի մոտ են կրակին):
2. Ինչպե՞ս է կատարվում ջերմափոխանակությունը: (Լարի տաք ծայրից մինչև սառը ծայրը):
3. Որքա՞ն ժամանակ կպահանջվի ջերմության փոխանցումը մետաղալարով: (Մինչև ամբողջ լարը տաքացվի, այսինքն՝ մինչև ամբողջ լարերի ջերմաստիճանը հավասարվի)
4. Ի՞նչ կարելի է ասել բոցին ավելի մոտ գտնվող տարածքում մոլեկուլների շարժման արագության մասին։ (Մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում)
5. Ինչու՞ է տաքանում լարերի հաջորդ կտորը: (Մոլեկուլների փոխազդեցության արդյունքում հաջորդ հատվածում մոլեկուլների շարժման արագությունը նույնպես մեծանում է և այս մասի ջերմաստիճանը բարձրանում է)
6. Արդյո՞ք մոլեկուլների միջև հեռավորությունը ազդում է ջերմության փոխանցման արագության վրա: (Որքան փոքր է մոլեկուլների միջև հեռավորությունը, այնքան ավելի արագ է տեղի ունենում ջերմության փոխանցումը)
7. Հիշեք մոլեկուլների դասավորությունը ներսում պինդ նյութերԱհ, հեղուկներ և գազեր: Ո՞ր մարմիններում էներգիայի փոխանցման գործընթացն ավելի արագ տեղի կունենա: (Մետաղներում ավելի արագ, հետո հեղուկներում և գազերում):

Դիտեք փորձի ցուցադրությունը և պատրաստ եղեք պատասխանել իմ հարցերին:

Հարցեր.

1. Ո՞ր ափսեի վրա է ջերմությունն ավելի արագ տարածվում, իսկ ո՞ր ափսեի վրա՝ ավելի դանդաղ։
2. Եզրակացություն արեք այդ մետաղների ջերմահաղորդականության մասին։ (Ավելի լավ ջերմային հաղորդունակություն արծաթի և պղնձի համար, մի փոքր ավելի վատ երկաթի համար)

Նկատի ունեցեք, որ այս դեպքում ջերմության փոխանցման ժամանակ մարմնի փոխանցում չկա:

Բուրդը, մազերը, թռչնի փետուրները, թուղթը, խցանափայտը և այլ ծակոտկեն մարմինները ունեն վատ ջերմահաղորդություն։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ օդը պարունակվում է այդ նյութերի մանրաթելերի միջև: Վակուումը (օդից ազատված տարածությունը) ունի ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը։

Գրենք հիմնականը Ջերմային հաղորդունակության առանձնահատկությունները.

պինդ, հեղուկների և գազերի մեջ;

նյութը ինքնին չի հանդուրժվում.

հանգեցնում է մարմնի ջերմաստիճանի հավասարեցմանը;

տարբեր մարմիններ - տարբեր ջերմային հաղորդակցություն

Ջերմային հաղորդման օրինակներ:

1. Ձյունը ծակոտկեն, չամրացված նյութ է, այն պարունակում է օդ։ Հետևաբար, ձյունը վատ ջերմային հաղորդունակություն ունի և լավ պաշտպանում է երկիրը, ձմեռային մշակաբույսերը, պտղատու ծառերը ցրտահարությունից:
2. Խոհանոցային կաթսաները պատրաստված են նյութից, որն ունի վատ ջերմահաղորդություն: Թեյնիկների, թավաների բռնակները պատրաստված են վատ ջերմահաղորդականությամբ նյութերից։ Այս ամենը պաշտպանում է ձեռքերը տաք առարկաների դիպչելիս այրվածքներից։
3. Լավ ջերմահաղորդականություն ունեցող նյութեր (մետաղներ) օգտագործվում են մարմինները կամ մասերը արագ տաքացնելու համար։

2. Կոնվեկցիա

Գուշակիր հանելուկները.

1) Նայեք պատուհանի տակ.
Փռված է ակորդեոն
Բայց շրթհարմոնը չի նվագում,
Այն տաքացնում է մեր բնակարանը ... (մարտկոց)

2) Մեր գեր Ֆեդորան
շուտով ուտում է:
Բայց երբ կուշտ ես
Fedora-ից - ջերմություն ... (ջեռոց)

Մարտկոցները, վառարանները, ջեռուցման մարտկոցները մարդու կողմից օգտագործվում են բնակելի տարածքները տաքացնելու, ավելի ճիշտ՝ դրանցում օդը տաքացնելու համար։ Դա տեղի է ունենում կոնվեկցիայի շնորհիվ՝ ջերմության փոխանցման հաջորդ տեսակը:

Կոնվեկցիաէներգիայի փոխանցումն է հեղուկի կամ գազի շիթերով։
Փորձենք բացատրել, թե ինչպես է կոնվեկցիան տեղի ունենում բնակելի տարածքներում:
Օդը, շփվելով մարտկոցի հետ, տաքանում է դրանից, մինչդեռ այն ընդլայնվում է, նրա խտությունը դառնում է ավելի քիչ, քան սառը օդի խտությունը։ Տաք օդը, լինելով ավելի թեթև, բարձրանում է Արքիմեդի ուժի ազդեցության տակ, իսկ ծանր սառը օդը իջնում ​​է:
Հետո նորից՝ ավելի սառը օդը հասնում է մարտկոցին, տաքանում է, ընդլայնվում, դառնում է ավելի թեթև և բարձրանում Արքիմեդյան ուժի ազդեցության տակ և այլն։
Այս շարժման շնորհիվ սենյակի օդը տաքանում է։

Միացված լամպի վրա դրված թղթե անիվը սկսում է պտտվել:
Փորձեք բացատրել, թե ինչպես է դա տեղի ունենում: (Սառը օդը, երբ ջեռուցվում է լամպի մոտ, դառնում է տաք և բարձրանում, մինչդեռ պտտվող պտույտը պտտվում է):

Նույն կերպ հեղուկը տաքացվում է։ Նայեք կոնվեկցիոն հոսանքները դիտարկելու փորձին, երբ ջուրը տաքացվում է (օգտագործելով կալիումի պերմանգանատ):

Նկատի ունեցեք, որ, ի տարբերություն ջերմային հաղորդման, կոնվեկցիան ներառում է նյութի փոխանցում, իսկ կոնվեկցիա չի առաջանում պինդ մարմիններում:

Կոնվեկցիայի երկու տեսակ կա. բնականև հարկադրված.
Օրինակներ են կաթսայի մեջ հեղուկ տաքացնելը կամ սենյակում օդը բնական կոնվեկցիա. Դրա առաջացման համար նյութերը պետք է տաքացվեն ներքևից կամ սառեցվեն վերևից: Ինչու հենց? Եթե ​​տաքացնենք վերեւից, ապա ո՞ւր են շարժվելու ջրի տաքացած շերտերը, իսկ ո՞ւր՝ սառը։ (Պատասխան. ոչ մի տեղ, քանի որ տաքացված շերտերն արդեն վերևում են, իսկ սառը շերտերը կմնան ներքևում)
Հարկադիր կոնվեկցիա նկատվում է, եթե հեղուկը խառնում են գդալով, պոմպով կամ օդափոխիչով:

Կոնվեկցիայի առանձնահատկությունները.

առաջանում է հեղուկներում և գազերում, անհնար է պինդ և վակուումում.

նյութը ինքնին փոխանցվում է.

նյութերը պետք է տաքացվեն ներքևից։

Կոնվեկցիայի օրինակներ.

1) սառը և տաք ծովային և օվկիանոսային հոսանքներ.
2) մթնոլորտում օդի ուղղահայաց շարժումները հանգեցնում են ամպերի առաջացման.
3) հեղուկների և գազերի սառեցում կամ տաքացում տարբեր տեխնիկական սարքերում, օրինակ՝ սառնարաններում և այլն, ապահովվում է շարժիչների ջրային սառեցում.
ներքին այրման.

3. Ճառագայթում

Դա բոլորը գիտենԱրևը Երկրի վրա ջերմության հիմնական աղբյուրն է։ Երկիրը գտնվում է նրանից 150 միլիոն կմ հեռավորության վրա։ Ինչպե՞ս է ջերմությունը փոխանցվում Արեգակից Երկիր:
Երկրի և Արևի միջև, մեր մթնոլորտից դուրս, ամբողջ տարածությունը վակուում է: Եվ մենք գիտենք, որ ջերմային հաղորդակցությունը և կոնվեկցիան չեն կարող տեղի ունենալ վակուումում:
Ինչպե՞ս է ջերմությունը փոխանցվում: Այստեղ ջերմափոխանակման մեկ այլ տեսակ է իրականացվում՝ ճառագայթում։

Ճառագայթում ջերմության փոխանցում է, որի ժամանակ էներգիան փոխանցվում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթների միջոցով:

Այն տարբերվում է ջերմային հաղորդակցությունից և կոնվեկցիայից նրանով, որ ջերմությունն այս դեպքում կարող է փոխանցվել վակուումի միջոցով:

Դիտեք տեսանյութ ճառագայթման մասին.

Բոլոր մարմինները էներգիա են ճառագայթում` մարդու մարմինը, վառարանը, էլեկտրական լամպը:
Որքան բարձր է մարմնի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի շատ ջերմային ճառագայթում.

Մարմինները ոչ միայն էներգիա են ճառագայթում, այլև կլանում են այն։
Ավելին, մուգ մակերեսները ավելի լավ են կլանում և ճառագայթում էներգիան, քան թեթև մակերեսով մարմինները։

Ճառագայթման առանձնահատկությունները:

առաջանում է ցանկացած նյութի մեջ;

որքան բարձր է մարմնի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի ինտենսիվ է ճառագայթումը.

տեղի է ունենում վակուումում;

մութ մարմիններն ավելի լավ են կլանում ճառագայթումը, քան թեթև մարմինները և ավելի լավ են ճառագայթում:

Մարմնի ճառագայթման օգտագործման օրինակներ:

Հրթիռների, օդանավերի, օդապարիկների, արբանյակների, ինքնաթիռների մակերեսները ներկված են արծաթագույն ներկով, որպեսզի դրանք չտաքանան Արեգակի կողմից։ Եթե, ընդհակառակը, անհրաժեշտ է օգտագործել արեգակնային էներգիա, ապա սարքերի մասերը ներկված են մուգ գույնով։
Մարդիկ ձմռանը հագնում են մուգ հագուստ (սև, կապույտ, դարչինագույն), դրանք ավելի տաք են, իսկ ամռանը՝ բաց (բեժ, սպիտակ գույներ)։ Կեղտոտ ձյունն ավելի արագ է հալչում արևոտ եղանակին, քան մաքուր ձյունը, քանի որ մուգ մակերես ունեցող մարմիններն ավելի լավ են կլանում արևի ճառագայթները և ավելի արագ են տաքանում:

IV. Ձեռք բերված գիտելիքների համախմբում առաջադրանքների օրինակների վրա

Խաղ «Փորձիր, բացատրիր».

Նախքան վեց առաջադրանքով խաղադաշտ լինելը, կարող եք ընտրել ցանկացածը: Բոլոր առաջադրանքները կատարելուց հետո դուք կբացեք իմաստուն ասացվածքև նա, ով դա շատ հաճախ արտասանում է հեռուստաէկրաններից։

1. Ձմռանը ո՞ր տունն է ավելի տաք, եթե պատերի հաստությունը նույնն է։ավելի տաք ներս փայտե տուն, քանի որ փայտը պարունակում է 70% օդ, իսկ աղյուսը՝ 20%։ Օդը ջերմության վատ հաղորդիչ է: Վերջերս շինարարության մեջ օգտագործվում են «ծակոտկեն» աղյուսներ, որոնք նվազեցնում են ջերմային հաղորդակցությունը:

2. Ինչպե՞ս է էներգիան ջերմության աղբյուրից փոխանցվում տղային:Վառարանի մոտ նստած տղային էներգիան հիմնականում փոխանցվում է ջերմահաղորդմամբ։

3. Ինչպե՞ս է էներգիան ջերմության աղբյուրից փոխանցվում տղային:
Ավազի վրա պառկած տղային արեգակից էներգիան փոխանցվում է ճառագայթման, իսկ ավազից՝ ջերմության հաղորդման միջոցով։

4. Այս վագոններից ո՞րով են տեղափոխվում փչացող ապրանքներ: Ինչո՞ւ։Փչացող ապրանքները տեղափոխվում են ներկված վագոններով Սպիտակ գույն, քանի որ նման մեքենան քիչ չափով տաքանում է արևի ճառագայթներից։

5. Ինչու՞ ջրային թռչունները և այլ կենդանիները ձմռանը չեն սառչում:
Մորթին, բուրդը, բուրդը ունեն վատ ջերմահաղորդություն (օդի առկայություն մանրաթելերի միջև), ինչը թույլ է տալիս կենդանու մարմնին կուտակել մարմնի արտադրած էներգիան և պաշտպանվել սառչումից։

6. Ինչու՞ են պատուհանների շրջանակները կրկնակի:
Շրջանակների միջև կա օդ, որն ունի վատ ջերմային հաղորդունակություն և պաշտպանում է ջերմության կորստից:

«Աշխարհն ավելի հետաքրքիր է, քան մենք կարծում ենք», Ալեքսանդր Պուշնոյ, Galileo ծրագիր.

V. Դասի ամփոփում

Ջերմության փոխանցման ի՞նչ տեսակների ենք ծանոթ:
– Որոշեք, թե ջերմության փոխանցման որ տեսակն է մեծ դեր խաղում հետևյալ իրավիճակներում.

ա) տաքացնել ջուրը թեյնիկում (կոնվեկցիա);
բ) մարդը տաքանում է կրակով (ճառագայթում).
գ) սեղանի մակերեսի տաքացում ներառված սեղանի լամպից (ճառագայթում).
դ) եռման ջրի մեջ ընկղմված մետաղյա գլան տաքացնելը (ջերմահաղորդում).

VI. Տնային աշխատանք

§ 4, 5, 6, Ex. 1 (3), Ex. 2(1), Ex. 3(1) - գրավոր.

VII. Արտացոլում

Դասի վերջում ուսանողներին հրավիրում ենք քննարկելու դասը՝ ինչն է նրանց դուր եկել, ինչը կցանկանային փոխել, գնահատել իրենց մասնակցությունը դասին։

Մարդիկ ունեն նաև տարբեր ջերմային հաղորդունակություն, ոմանք տաքանում են բմբուլի պես, իսկ մյուսները ջերմություն են ընդունում երկաթի պես:

Յուրի Սերեժկին

Վերոնշյալ հայտարարության մեջ «նաև» բառը ցույց է տալիս, որ «ջերմային հաղորդունակություն» հասկացությունը մարդկանց նկատմամբ կիրառվում է միայն պայմանականորեն: չնայած…

Իսկ դուք գիտե՞ք՝ մուշտակը չի տաքանում, այն պահպանում է միայն այն ջերմությունը, որն արտադրում է մարդու մարմինը։

Սա նշանակում է, որ մարդու մարմինը կարող է ջերմություն անցկացնել ուղիղ, և ոչ միայն փոխաբերական իմաստով։ Այս ամենը պոեզիա է, իրականում մենք կհամեմատենք տաքացուցիչները ջերմահաղորդականության առումով։

Դուք ավելի լավ գիտեք, քանի որ ինքներդ որոնողական համակարգում մուտքագրել եք «ջեռուցիչների ջերմահաղորդություն»։ Կոնկրետ ի՞նչ էիք ուզում իմանալ։ Եվ եթե առանց կատակների, ապա կարևոր է իմանալ այս հայեցակարգի մասին, քանի որ տարբեր նյութեր օգտագործելիս շատ տարբեր են վարվում։ Ընտրության կարևոր, թեև ոչ առանցքային կետը հենց նյութի անցկացման կարողությունն է ջերմային էներգիա. Եթե ​​դուք սխալ ջերմամեկուսիչ նյութ եք ընտրել, ապա այն պարզապես չի կատարի իր գործառույթը, այն է՝ պահպանել ջերմությունը սենյակում։

Քայլ 2. Տեսության հայեցակարգ

Սկսած դպրոցական դասընթացՖիզիկոսները, ամենայն հավանականությամբ, կհիշեն, որ ջերմության փոխանցման երեք տեսակ կա.

• Կոնվեկցիա;
• Ճառագայթում;
• Ջերմային ջերմահաղորդություն.

Այսպիսով, ջերմային հաղորդունակությունը ջերմության փոխանցման կամ ջերմային էներգիայի շարժման տեսակ է: Դա կապված է մարմինների ներքին կառուցվածքի հետ։ Մի մոլեկուլը էներգիա է փոխանցում մյուսին: Հիմա կուզենայի՞ք մի փոքր թեստ:

Ո՞ր տեսակի նյութն է ամենաշատ էներգիան փոխանցում (փոխանցում):

• Պինդ մարմիններ.
• Հեղուկներ.
• Գազե՞ր:

Ճիշտ է, պինդ մարմինների բյուրեղային ցանցն ամենից շատ էներգիա է փոխանցում: Նրանց մոլեկուլները ավելի մոտ են միմյանց և, հետևաբար, կարող են ավելի արդյունավետ փոխազդել: Գազերն ունեն ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը։ Նրանց մոլեկուլները գտնվում են միմյանցից ամենամեծ հեռավորության վրա։

Քայլ 3. Ինչ կարող է լինել ջեռուցիչը

Շարունակում ենք մեր զրույցը տաքացուցիչների ջերմահաղորդականության մասին։ Մոտակայքում գտնվող բոլոր մարմինները հակված են միմյանց ջերմաստիճանը հավասարեցնելու: Տունը կամ բնակարանը, որպես օբյեկտ, ձգտում է ջերմաստիճանը հավասարեցնել փողոցին։ Արդյո՞ք բոլոր շինանյութերը կարող են լինել մեկուսիչ: Ոչ Օրինակ, բետոնը թույլ է տալիս ջերմության հոսքը ձեր տնից փողոց շատ արագ, ուստի ջեռուցման սարքավորումները ժամանակ չեն ունենա սենյակում ցանկալի ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Մեկուսացման համար ջերմային հաղորդունակության գործակիցը հաշվարկվում է բանաձևով.

Որտեղ W-ը մեր ջերմային հոսքն է, իսկ m2-ը մեկ Կելվինի ջերմաստիճանի տարբերությամբ մեկուսացման տարածքն է (դա հավասար է մեկ աստիճանի Ցելսիուսի): Մեր բետոնի համար այս գործակիցը 1,5 է։ Սա նշանակում է, որ պայմանականորեն մեկ քառակուսի մետր բետոնը՝ մեկ աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի տարբերությամբ, ի վիճակի է վայրկյանում անցնել 1,5 վտ ջերմային էներգիա։ Բայց կան 0,023 գործակցով նյութեր։ Հասկանալի է, որ նման նյութերը շատ ավելի հարմար են ջեռուցիչների դերի համար: Հաստությունը կապ ունի՞, դուք հարցնում եք: Խաղում է. Բայց այստեղ դուք դեռ չեք կարող մոռանալ ջերմության փոխանցման գործակիցի մասին: Նույն արդյունքներին հասնելու համար ձեզ հարկավոր է 3,2 մ հաստությամբ բետոնե պատ կամ 0,1 մ հաստությամբ փրփուր պլաստիկի թերթ: Հասկանալի է, որ թեև բետոնը տեխնիկապես կարող է լինել ջեռուցիչ, այն տնտեսապես իրագործելի չէ: Ահա թե ինչու:

Մեկուսացումը կարելի է անվանել այն նյութը, որն իր միջոցով փոխանցում է նվազագույն քանակությամբ ջերմային էներգիա՝ թույլ չտալով այն դուրս գալ սենյակից և միևնույն ժամանակ հնարավորինս քիչ ծախսել:

Լավագույն ջերմամեկուսիչը օդն է: Հետևաբար, ցանկացած մեկուսացման խնդիրն է ստեղծել ֆիքսված օդային բացվածք՝ առանց դրա ներսում օդի կոնվեկցիայի (շարժման): Ահա թե ինչու, օրինակ, փրփուր պլաստիկը 98% օդ է։ Ամենատարածված մեկուսիչ նյութերն են.

• Styrofoam;
• extruded polystyrene փրփուր;
• հանքային բուրդ;
• Պենոֆոլ;
• Պենոիզոլ;
• Փրփուր ապակի;
• Պոլիուրեթանային փրփուր (PPU);
• Ecowool (ցելյուլոզա);

Վերը թվարկված բոլոր նյութերի ջերմամեկուսիչ հատկությունները մոտ են այս սահմաններին: Արժե նաև հաշվի առնել. որքան բարձր է նյութի խտությունը, այնքան ավելի շատ է այն էներգիան փոխանցում իր միջոցով: Հիշում եք տեսությունից. Որքան մոտ են մոլեկուլները, այնքան ավելի արդյունավետ է ջերմությունը փոխանցվում:

Քայլ 4. Համեմատեք. Ջեռուցիչների ջերմային հաղորդունակության աղյուսակ

Աղյուսակը ցույց է տալիս ջեռուցիչների համեմատությունը արտադրողների կողմից հայտարարված և ԳՕՍՏ-ներին համապատասխանող ջերմային հաղորդունակության առումով.

Ջերմային հաղորդունակության համեմատական ​​աղյուսակ Շինանյութեր, որոնք չեն համարվում ջեռուցիչներ.

Ջերմության փոխանցման արագությունը ցույց է տալիս միայն մեկ մոլեկուլից մյուսը ջերմության փոխանցման արագությունը: Իրական կյանքի համար այս ցուցանիշն այնքան էլ կարևոր չէ։ Բայց դուք չեք կարող անել առանց պատի ջերմային հաշվարկի: Ջերմային փոխանցման դիմադրությունը ջերմային հաղորդունակության փոխադարձությունն է: Խոսքը նյութի (մեկուսացման) ջերմային հոսքը պահպանելու ունակության մասին է։ Ջերմային փոխանցման դիմադրությունը հաշվարկելու համար հարկավոր է հաստությունը բաժանել ջերմային հաղորդունակության գործակցով: Ստորև բերված օրինակը ցույց է տալիս 180 մմ հաստությամբ փնջից պատրաստված պատի ջերմային դիմադրության հաշվարկը:

Ինչպես տեսնում եք, նման պատի ջերմային դիմադրությունը կլինի 1,5: Բավական? Դա կախված է տարածաշրջանից: Օրինակը ցույց է տալիս Կրասնոյարսկի հաշվարկը: Այս շրջանի համար պարսպապատ կառույցների դիմադրության պահանջվող գործակիցը սահմանվել է 3,62: Պատասխանը պարզ է. Նույնիսկ Կիևի համար, որը շատ ավելի հարավ է, այս ցուցանիշը 2,04 է:

Ջերմային դիմադրությունը ջերմային հաղորդունակության փոխադարձությունն է:

Սա նշանակում է, որ կարողությունները փայտե տունջերմության կորստին դիմակայելը բավարար չէ: Տաքացումն անհրաժեշտ է, իսկ արդեն ինչ նյութով՝ հաշվարկեք ըստ բանաձևի։

Քայլ 5. Մոնտաժման կանոններ

Արժե ասել, որ վերը նշված բոլոր ցուցանիշները տրված են ՉՈՐ նյութերի համար։ Եթե ​​նյութը թրջվի, այն կկորցնի իր հատկությունները առնվազն կիսով չափ կամ նույնիսկ կվերածվի «լաթի»։ Հետեւաբար, անհրաժեշտ է պաշտպանել ջերմամեկուսացումը: Փրփուրի պոլիստիրոլը առավել հաճախ մեկուսացվում է թաց ճակատի տակ, որի մեջ մեկուսացումը պաշտպանված է սվաղի շերտով: Հանքային բուրդի վրա կիրառվում է ջրամեկուսիչ թաղանթ՝ խոնավության ներթափանցումը կանխելու համար:

Մեկ այլ կետ, որը արժանի է ուշադրության, քամու պաշտպանությունն է: Ջեռուցիչները տարբեր ծակոտկենություն ունեն: Օրինակ, եկեք համեմատենք ընդլայնված պոլիստիրոլի տախտակները և հանքային բուրդը: Եթե ​​առաջինը պինդ տեսք ունի, ապա երկրորդը հստակ ցույց է տալիս ծակոտիները կամ մանրաթելերը։ Հետևաբար, եթե դուք տեղադրում եք մանրաթելային ջերմամեկուսացում, ինչպիսիք են հանքային բուրդը կամ էկոբուրդը, քամուց փչված ցանկապատի վրա, համոզվեք, որ հոգ տանեք քամու պաշտպանության մասին: Հակառակ դեպքում, մեկուսացման լավ ջերմային կատարումը օգտակար չի լինի:

եզրակացություններ

Այսպիսով, մենք քննարկեցինք, որ ջեռուցիչների ջերմային հաղորդունակությունը նրանց ջերմային էներգիան փոխանցելու ունակությունն է: Ջերմամեկուսիչը չպետք է ազատի տան ջեռուցման համակարգից առաջացած ջերմությունը: Ցանկացած նյութի առաջնային խնդիրն օդը ներսում պահելն է: Դա գազն է, որն ունի ամենացածր ջերմային հաղորդունակությունը։ Շենքի ջերմամեկուսացման ճիշտ գործակիցը պարզելու համար անհրաժեշտ է նաեւ հաշվարկել պատի ջերմակայունությունը։ Եթե ​​այս թեմայի վերաբերյալ հարցեր ունեք, թողեք դրանք մեկնաբանություններում:

Երեք հետաքրքիր փաստ ջերմամեկուսացման մասին

• Ձյունը ծառայում է որպես ջերմամեկուսիչ որջի արջի համար:
• Հագուստը նաև ջերմամեկուսիչ է: Մենք այնքան էլ հարմարավետ չենք, երբ մեր մարմինը փորձում է ջերմաստիճանը հավասարեցնել ջերմաստիճանին: միջավայրը, որը կարող է լինել -30 աստիճան, սովորական 36,6-ի փոխարեն։
• Վերմակը ջերմամեկուսիչ է։ Այն թույլ չի տալիս, որ մարդու մարմնի ջերմությունը դուրս գա։

Բոնուս

Որպես բոնուս հետաքրքրասերների համար, ովքեր մինչև վերջ կարդացել են ջերմային հաղորդունակության հետաքրքիր փորձ.