Rodzaje przenoszenia ciepła przewodność cieplna konwekcja promieniowanie cieplne. Rodzaje przenikania ciepła: współczynnik przenikania ciepła. Współczynniki przewodnictwa cieplnego różnych substancji

Powoduje to równowagę temperatur między lewą a prawe strony, ponieważ w fizyce nie ma obok siebie dwóch bardzo różnych energetycznie stanów. Tak więc, jeśli śruba jest ciepła po lewej stronie, oznacza to również, że cząsteczki w śrubie są szybsze. I te szybkie cząstki uderzają teraz w wolniejsze cząstki, które następnie przyspieszają, następnie uderzają w inne i tak dalej. i tak ciepło jest przenoszone z lewej strony powoli do prawej. Teraz istnieją substancje, które są lepszymi przewodnikami ciepła niż inne. Oczywiście, jeśli trzymasz plastikową łyżkę we wrzącej wodzie, nagrzeje się ona wolniej niż na przykład srebrna łyżka.

Ogólnie można powiedzieć: dobrymi przewodnikami ciepła są również zwykle dobre przewodniki elektryczne, takie jak miedź. A więc przede wszystkim przewodność cieplna. Nawiasem mówiąc, ciecze i gazy również mogą przewodzić ciepło. Ale mieszanie i dyfuzja w obrębie substancji odgrywa ważną rolę. Punkt, w którym ciepło jest przenoszone: mianowicie przepływ ciepła lub nazywa się konwekcją. Przepływ ciepła może zachodzić w wodzie. Tutaj podajemy przykład prądu morskiego. Prąd morski może być spowodowany różnicami temperatur w wodzie w różnych miejscach.

Na przykład, jeśli jesteś cieplejszy po lewej stronie, prąd pojawi się tam, gdzie woda staje się zimniejsza. Ciepłe prądy oceaniczne mogą następnie uwalniać ciepło do środowiska, a tym samym znacząco wpływać na klimat. Jest to przenoszenie energii wewnętrznej z jednego ciała do drugiego. Spójrzmy na inny przykład Przepływ ciepła: suszarka do włosów. Suszarka do włosów nadmuchuje powietrze w swojej wewnętrznej części, a następnie wydmuchuje je na zewnątrz w kierunku naszej głowy. I tam na przykład energia wewnętrzna powietrza może zostać przeniesiona na nasze włosy.

To był przykład tego, jak ciepło może być przekazywane przez przepływ powietrza. Teraz ostatni przykład przepływu ciepła: ogrzewanie. Woda przepływa w rurze grzewczej. Woda jest podgrzewana w piwnicy. Ponieważ gorąca woda ma mniejszą gęstość niż zimna, płynie teraz do góry, gdzie może oddać zmagazynowane ciepło do otoczenia. Określ sposób przekazywania ciepła: promieniowanie cieplne. Typowym radiatorem jest słońce. Wysyła swoje ciepłe promienie na ziemię. A czym właściwie są te promienie?

Promienie słoneczne to też tylko fale elektromagnetyczne, więc mają takie same właściwości jak np. światło. Nie znajdują się one w zakresie widzialnym, ale głównie w zakresie podczerwieni. Cóż, jest dłuższy niż światło. A osobliwością promieniowania cieplnego, w przeciwieństwie do przewodzenia ciepła lub przepływu ciepła, jest to, że przenoszenie może odbywać się również w próżni, to znaczy niezależnie od potrzeby przekazywania ciepła. Innym przykładem promieniowania cieplnego jest ogień. Chociaż ciepło jest przenoszone przez przewodzenie i przepływ ciepła, jesteśmy w stanie ogrzać się w ogniu przede wszystkim dzięki promieniowaniu cieplnemu.

Cóż, to było na trzy różne sposoby przenoszenie ciepła. Podsumujmy więc jeszcze raz: ciepło, czyli forma energii. Jak prąd morski lub promieniowanie cieplne, na przykład słońce. Dobra, więc ciepło jest formą energii, którą można przenosić. Ale czym jest dla kontrastu temperatura? A temperatura opisuje, w przeciwieństwie do ciepła, średnią energię kinetyczną cząstek. Innymi słowy, mierząc różnicę temperatur w ciele, możesz zobaczyć, ile ciepła zostało przeniesione do innego ciała. Jest to różnica między temperaturą a temperaturą.

Po pierwsze, wewnątrz kolby znajduje się metal, który jest stopniowo podgrzewany przez przewodzenie ciepła. Ten metal przenosi ciepło do powietrza. Może wystąpić przepływ ciepła. A cała lampa emituje niestety dużo ciepła, choć powinna dawać więcej światła. Zawsze masz minusy skutki uboczne. Więc mam nadzieję, że podobał ci się film. Póki co, do zobaczenia następnym razem! Jednym z głównych problemów, przed którymi stoimy, próbując zrozumieć świat, jest to, że bardzo trudno jest wyizolować określone zjawisko od reszty.

W prawdziwym życiu okazuje się, że występuje wiele zdarzeń, z których każde ma jednocześnie różne przyczyny i skutki. I to jest główny problem nauk społecznych: zmienne w grze są nieskończone i generalnie nie jest wykonalne lub nieetyczne przeprowadzanie eksperymentu w celu sprawdzenia hipotezy.

Na szczęście w innych dziedzinach nauki sprawa jest znacznie prostsza, na przykład w fizyce, która bada ciała i ich interakcje, i często łatwo jest przeprowadzić eksperyment, który izoluje jedno zjawisko od drugiego. Ale w każdym razie stwierdzamy, że osoba, która nie studiuje tego przedmiotu, zwykle widzi w nim coś trudnego i nieprzeniknionego. Z drugiej strony wiele osób o naukowym umyśle ma tendencję do analizowania większej liczby rzeczy niż to konieczne i postrzegania świata mniej więcej w następujący sposób.

Często szkoły nie uczą swoich uczniów podstawowych narzędzi, więc rozumieją coś tak prostego, jak wymiana ciepła. Może się to wydawać głupie, ale pamiętanie o tych rzeczach pomaga nam w wielu aspektach życia: myślenie o tym, jak skutecznie chronić nas w zależności od pogody, nawet na zimne piwo lub na zimne piwo. Czy nam się to podoba, czy nie, nauka jest wszędzie. Potrzebujemy raczej pewnej bazy wiedzy naukowej, aby skuteczniej oddziaływać ze Wszechświatem.

Ciepło w fizyce to transfer energii z ciała o wyższej temperaturze, do którego jest mniej. Wbrew temu, w co wielu wierzy, ciepło nie jest temperaturą, ale przenoszeniem energii. Tak więc to samo wyrażenie „wymiana ciepła” byłoby zbędne, ale jest używane w ten sam sposób. Kiedy mówimy, że woda jest gorąca, mówimy, że ma dużo energii cieplnej. Oznaczałoby to, że ich molekuły silnie wibrują, więc jeśli ich dotkniemy, przeniosą te wibracje na ręce iw zależności od tego, jak silne są, mogą nam zaszkodzić.

Dotykanie gorącego ciała nie jest jedynym sposobem przekazywania energii cieplnej, istnieją trzy sposoby. Będzie przewodzenie, jest też promieniowanie i konwekcja, ale w większości przypadków wszystkie trzy sytuacje występują jednocześnie, a niektóre częściej niż inne. Dlatego te trzy czekoladowe króliczki zostały poświęcone, aby pokazać każdego z nich w najbardziej odosobniony sposób.

W pierwszym przypadku widzimy, jak zabójca przykłada gorące żelazko do czekoladowego króliczka. Temperatura topnienia czekolady wynosi około 36º, a żelazo z pewnością przekracza 100º, więc cząsteczki tego samego mają tendencję do przenoszenia części swojej temperatury na czekoladę, topiąc ją stopniowo, podczas gdy powoli stygnie. Przewodnictwo występuje, gdy stykają się dwie substancje, a przenoszenie ciepła następuje z większej liczby wysoka temperatura na dno, aż układ znajdzie się w równowadze termicznej. Zjawisko to występuje głównie między ciała stałe i w mniejszym stopniu w płynach.

W gazach przewodność cieplna jest minimalna, ponieważ cząsteczki są bardzo od siebie oddalone. W drugim przypadku królikowi podaje się dawkę promieniowania podczerwonego. Zdarza się, że promieniowanie to nie tylko to, co mają bomby atomowe, ale są to po prostu bardzo małe, bezmasowe cząstki, które zachowują się jak fale o różnych częstotliwościach. W zależności od posiadanej częstotliwości są to fale radiowe, podczerwień, światło, promienie ultrafioletowe, promienie rentgenowskie. Każdy z nich o innych właściwościach i charakterystyce ma zdolność interakcji z tym, co nazywamy światłem.

Promienie rentgenowskie mogą przechodzić przez ciało, ale nie przez gęstsze rzeczy, takie jak kości czy metale. Promieniowanie podczerwone oddziałuje z prawie wszystkimi substancjami, a kiedy dociera od lampy do powierzchni czekolady, jej temperatura wzrasta. Wszystkie ciała emitują promieniowanie podczerwone, im wyższa jest ich temperatura, tym więcej emitują. Jest to jeden z powodów, dla których ciała mają tendencję do „ochładzania się” lub równoważenia termicznego. środowisko. Nawet jeśli nie styka się z niczym, organizm traci energię w postaci promieniowania podczerwonego.

Wreszcie, trzeci królik cierpi na atak suszarki do włosów. Strumień gorącego powietrza uderza cię w twarz. Powiedzieliśmy, że gazy nie mają dobrej przewodności cieplnej, ponieważ cząsteczki oddziałują ze sobą równie słabo. Ale jeśli stworzymy duży ruch, stworzymy wiele cząstek w kontakcie z królikiem. W ten sposób powietrze straci temperaturę, a czekolada wzrośnie, równoważąc się. W termodynamice konwekcja to przenoszenie ciepła poprzez ruch płynu, w innych dziedzinach fizyki, jak w mechanice płynów, nazywa się to konwekcją. prosty ruch płyny, bez odsetek, czy transfer jest ciepłem.

W prawdziwym życiu możemy wykorzystać te koncepcje, aby zrozumieć, w jaki sposób termos utrzymuje temperaturę przechowywanej cieczy. Każdy, kto choć raz stłukł, będzie wiedział, że są one wykonane z podwójnej warstwy lustrzanego szkła. Odbicie lustrzane zapobiega utracie ciepła przez promieniowanie, ponieważ promienie podczerwone odbijają się od lustrzanych powierzchni i nie opuszczają pojemnika. Przestrzeń między dwiema warstwami szkła polega na tym, że ciepło nie jest przenoszone przez przewodzenie: te z najwyższa jakość mieć „próżnię” lub powietrze pod bardzo niskim ciśnieniem.

Powiedzieliśmy, że przewodnictwo gazów jest minimalne, ponieważ ich cząsteczki oddziałują bardzo mało. Cóż, im mniej cząsteczek, tym mniej interakcji. Gdyby osiągnięto idealną próżnię, transmisja przez okablowanie byłaby zerowa. Termos utrzymuje również temperaturę niższą niż temperatura otoczenia. To samo dotyczy przewodnictwa, a lustro będzie służyć, aby promieniowanie podczerwone pochodzące z naszego ciała nie było przez nie pochłaniane.

Ciepło to przenoszenie energii. W gastronomii służy do chemicznej i fizycznej zmiany żywności, a tym samym do ułatwienia jej trawienia, żucia, zmiany smaku i uczynienia jej bezpieczniejszą. Ten transfer energii zawsze dąży do wyrównania temperatur elementów w układzie, więc gorąca część jest chłodzona, a zimna ogrzewana, co powoduje wyrównanie się jej temperatur.

Przekazywanie energii może odbywać się za pomocą trzech różnych mechanizmów. Przewodnictwo ciepła jest określone przez przenoszenie energii kinetycznej między cząsteczkami. Jego szybkość i wydajność są bezpośrednio zależne od przewodności cieplnej, która jest różna w każdej substancji. W kuchni ten moment ma kluczowe znaczenie przy wyborze materiału, z którego wykonane są garnki i patelnie oraz grilla lub rusztu, z którego będziemy korzystać. Materiały lepiej przewodzące ciepło będą w stanie wcześniej i lepiej przenosić ciepło do żywności.

Spośród powszechnie stosowanych materiałów, miedź i aluminium nagrzewają się najszybciej, podczas gdy żelazo i stal potrzebują więcej czasu na zmianę temperatury, ale zatrzymują więcej ciepła. Ten mechanizm przenoszenia ciepła jest testowany, gdy garnek jest gotowany w garnku z wodą lub wypalany w piekarniku. W obu przypadkach odpowiednio woda i powietrze krążą w systemie, homogenizując temperaturę.