Tipos de transferência de calor: condutividade térmica, convecção, radiação térmica. Tipos de transferência de calor: coeficiente de transferência de calor. Coeficientes de condutividade térmica de várias substâncias

Isso resulta em um equilíbrio de temperatura entre a esquerda e lados direitos, porque na física não existem dois estados energeticamente muito diferentes próximos um do outro. Portanto, se o parafuso estiver quente à esquerda aqui, isso também significa que as partículas no parafuso são mais rápidas. E essas partículas rápidas agora atingem partículas mais lentas, que depois aceleram, depois atingem outras, etc. e assim o calor é transferido lentamente da esquerda para a direita. Agora existem substâncias que são melhores condutoras de calor do que outras. É claro que se você colocar uma colher de plástico em água fervente, ela aquecerá menos rapidamente do que uma colher de prata, por exemplo.

Em geral podemos dizer: bons condutores térmicos também costumam ser bons condutores elétricos, como o cobre. Então, em primeiro lugar, para a condutividade térmica. A propósito, líquidos e gases também podem conduzir calor. Mas então a mistura e a difusão dentro da substância desempenham um papel importante. O ponto em que o calor é transferido: ou seja, por fluxo de calor ou é chamado de convecção. O fluxo de calor pode ocorrer na água. Aqui damos um exemplo de corrente marítima. A corrente marítima pode ser causada por diferenças de temperatura na água em diferentes locais.

Por exemplo, se estiver mais quente no lado esquerdo, você pegará uma corrente onde a água fica mais fria. As correntes oceânicas quentes podem então libertar calor para o ambiente e, assim, influenciar enormemente o clima. Esta é a transferência de energia interna de um corpo para outro. Vejamos outro exemplo fluxo de calor: secador de cabelo. O secador de cabelo sopra o ar para dentro e depois para fora, em direção à nossa cabeça. E aí, por exemplo, a energia interna do ar pode ser transferida para os nossos cabelos.

Portanto, este foi um exemplo de como o calor pode ser transferido através do fluxo de ar. Agora, o último exemplo de fluxo de calor: aquecimento. A água flui no tubo de aquecimento. A água é aquecida na cave. Porque o água quente tem uma densidade menor que a fria, agora flui para cima, onde pode liberar o calor armazenado para o meio ambiente. Indique como transferir calor: radiação térmica. Um radiador térmico típico é o sol. Ela envia seus raios quentes para a terra. E o que exatamente são esses raios?

Os raios solares vindos do sol também são apenas ondas eletromagnéticas, portanto têm as mesmas propriedades da luz, por exemplo. Eles não estão na faixa visível, mas principalmente na faixa infravermelha. Bem, é mais longo que a luz. E a peculiaridade da radiação térmica, ao contrário da condutividade térmica ou do fluxo de calor, é que a transferência também pode ocorrer no vácuo, ou seja, independentemente da necessidade de transferência de calor. Outro exemplo de radiação térmica é um incêndio. Embora o calor seja transferido por condução e fluxo de calor, somos capazes de aquecer principalmente em um incêndio por meio de radiação térmica.

Bem, foi por três jeitos diferentes transferência de calor. Então, vamos resumir novamente: calor, ou seja, a forma de energia. Como a corrente marítima ou a radiação térmica, como o sol. Ok, então o calor é uma forma de energia que pode ser transferida. Mas o que é a temperatura em contraste? E a temperatura descreve, ao contrário do calor, a energia cinética média das partículas. Em outras palavras, medindo a diferença de temperatura em um corpo, você pode ver quanto calor foi transferido para outro corpo. Essa é a diferença entre temperatura e temperatura.

Em primeiro lugar, existe metal dentro do frasco, que é gradualmente aquecido pela condutividade térmica. Este metal transfere seu calor para o ar. O fluxo de calor pode ocorrer lá. E a lâmpada inteira emite muito calor, infelizmente, embora devesse produzir mais luz. Você sempre tem coisas desfavoráveis efeitos colaterais. Então espero que vocês tenham gostado do vídeo. Tchau até a próxima! Um dos principais problemas que enfrentamos ao tentar compreender o mundo é que é muito difícil isolar um fenômeno específico dos demais.

Na vida real, descobrimos que ocorrem vários eventos, cada um com diferentes causas e consequências ao mesmo tempo. E este é o principal problema das ciências sociais: as variáveis ​​em jogo são infinitas e geralmente não é viável ou ético conduzir uma experiência para testar uma hipótese.

Felizmente, noutros campos da ciência a questão é muito mais simples, por exemplo na física, que estuda os corpos e as suas interacções, e muitas vezes é fácil realizar uma experiência isolando um fenómeno de outro. Mas de qualquer forma, descobrimos que quem não estuda esse assunto costuma vê-lo como algo difícil e impenetrável. Por outro lado, muitas pessoas com mente científica tendem a analisar mais coisas do que o necessário e a ver o mundo mais ou menos da seguinte maneira.

Muitas vezes as escolas não ensinam ferramentas básicas aos seus alunos para que compreendam algo tão simples como a transferência de calor. Pode parecer bobagem, mas ter essas coisas em mente nos ajuda em muitos aspectos da vida: pensar em como nos proteger de forma eficaz dependendo do clima, até mesmo para manter a cerveja gelada. Quer queiramos ou não, a ciência está em toda parte. Ou melhor, precisamos de uma certa base de conhecimento científico para interagir de forma mais eficaz com o Universo.

Calor, para a física, é a transferência de energia de um corpo com temperatura mais alta e menor. Ao contrário do que muitos acreditam, calor não é temperatura, mas sim transferência de energia. Portanto, a mesma frase “transferência de calor” seria redundante, mas é usada da mesma forma. Quando dizemos que a água é quente, estamos dizendo que ela possui muita energia térmica. Isso significará que suas moléculas vibram fortemente, portanto, se as tocarmos, elas transferirão essas vibrações para suas mãos e, dependendo de quão fortes forem, podem nos prejudicar.

Tocar um corpo quente não é a única maneira de transferir energia térmica; existem três maneiras. Isto seria condução, há também radiação e convecção, mas na maioria dos casos as três situações ocorrem simultaneamente, e algumas mais que outras. Por isso esses três coelhinhos de chocolate foram sacrificados para mostrar cada um deles da forma mais isolada possível.

No primeiro caso, vemos o assassino colocar um ferro quente em um coelhinho de chocolate. O ponto de fusão do chocolate gira em torno de 36º, e o ferro certamente está acima de 100º, então as moléculas do mesmo tendem a transferir um pouco de sua temperatura para o chocolate, derretendo-o aos poucos enquanto ele esfria lentamente. A condução ocorre quando duas substâncias entram em contato e a troca de calor ocorre de mais Temperatura alta para baixo até que o sistema esteja em equilíbrio térmico. Este fenômeno ocorre principalmente entre sólidos e em menor grau em líquidos.

Nos gases, a condutividade térmica é mínima porque as moléculas estão amplamente separadas umas das outras. No segundo caso, uma dose de radiação infravermelha é aplicada ao coelho. Acontece que a radiação não é só o que eles têm bombas atômicas, mas são apenas partículas muito pequenas sem massa que se comportam como ondas de frequências diferentes. Dependendo da frequência que possuem, são ondas de rádio, infravermelho, luz, raios ultravioleta, raios X. Cada um deles, com propriedades e características diferentes, tem a capacidade de interagir com o que chamamos de luz.

Os raios X podem passar pela carne, mas não por coisas muito mais densas, como ossos ou metais. A radiação infravermelha interage com quase todas as substâncias e, ao passar da lâmpada até a superfície do chocolate, sua temperatura aumenta. Todos os corpos emitem radiação infravermelha; quanto maior a temperatura, mais emitem. Esta é uma das razões pelas quais os corpos tendem a “resfriar” ou a se equilibrar termicamente. ambiente. Mesmo que não entre em contato com nada, o corpo perde energia na forma de radiação infravermelha.

Finalmente, o terceiro coelho sofre um ataque de secador de cabelo. Uma rajada de ar quente atinge seu rosto. Dissemos que os gases não têm boa condutividade térmica porque as moléculas interagem igualmente fracamente umas com as outras. Mas se criarmos muito movimento, faremos muitas partículas em contato com o coelho. Assim o ar perderá temperatura e o chocolate subirá, equilibrando-se. Na termodinâmica, convecção é a transferência de calor através do movimento de um fluido; em outras áreas da física, como na mecânica dos fluidos, é chamada de convecção. movimento simples líquidos, sem preocupação se ocorre transferência de calor.

Na vida real, podemos utilizar estes conceitos para compreender como uma garrafa térmica mantém a temperatura do líquido que armazena. Todos aqueles que já quebraram um saberão que são feitos de uma dupla camada de vidro espelhado. O espelhamento serve para evitar a perda de temperatura por radiação, uma vez que os raios infravermelhos são refletidos nas superfícies espelhadas e não saem do recipiente. O espaço entre duas camadas de vidro é aquele em que o calor não é transferido por condução: as de melhor qualidade ter um "vácuo" ou ar com pressão muito baixa.

Dissemos que a condutividade dos gases é mínima, pois suas moléculas interagem muito pouco. Bem, quanto menos moléculas, menos interação haverá. Se um vácuo perfeito fosse alcançado, não haveria transmissão através da fiação. A garrafa térmica também mantém as temperaturas mais baixas que as ambientais. O mesmo vale para a condutividade, e o espelho servirá para que a radiação infravermelha emanada do nosso corpo não seja absorvida por ele.

Calor é a transferência de energia. Na gastronomia, é utilizado para alterar química e fisicamente os alimentos e assim torná-los mais fáceis de digerir, mastigar, alterar o sabor e torná-los mais seguros. Esta transferência de energia tende sempre a equalizar a temperatura dos elementos incluídos no sistema, de modo que a parte quente é resfriada e a parte fria é aquecida, resultando na equalização de suas temperaturas.

A transferência de energia pode ocorrer por três mecanismos diferentes. A condução de calor é dada pela transferência de energia cinética entre as moléculas. Sua velocidade e eficiência dependem diretamente da condutividade térmica, que é diferente em cada substância. Na cozinha, este ponto é de fundamental importância na escolha do material com que são feitas as panelas e frigideiras e o grelhador ou grelha que iremos utilizar. Materiais que conduzem melhor o calor serão capazes de transferir calor para os alimentos mais cedo e melhor.

Entre os materiais comuns, as panelas de cobre e alumínio aquecem mais rápido, enquanto o ferro e o aço demoram mais para mudar de temperatura, mas retêm mais calor. Este mecanismo de transferência de calor é testado cozinhando a panela em uma panela com água ou colocando-a no forno. Em ambos os casos, água e ar, respectivamente, circulam no sistema, homogeneizando a temperatura.