Tipuri de transfer de căldură conductivitate termică radiație termică convecție. Tipuri de transfer termic: coeficient de transfer termic. Coeficienții de conductivitate termică a diferitelor substanțe

Acest lucru are ca rezultat un echilibru de temperatură între stânga și laturile drepte, deoarece în fizică nu există două stări foarte diferite din punct de vedere energetic una lângă alta. Deci, dacă șurubul este cald în stânga aici, asta înseamnă și că particulele din șurub sunt mai rapide. Și aceste particule rapide lovesc acum particulele mai lente, care apoi accelerează, apoi lovesc pe altele și așa mai departe. și astfel căldura este transferată de la stânga încet la dreapta. Acum există substanțe care sunt mai bune conductoare de căldură decât altele. Desigur, dacă ții o lingură de plastic în apă clocotită, se va încălzi mai puțin repede decât o lingură de argint, de exemplu.

În general, putem spune: buni conductori de căldură sunt, de obicei, buni conductori electrici, cum ar fi cuprul. Deci, în primul rând, pentru conductivitatea termică. De altfel, lichidele și gazele pot conduce căldura. Dar apoi amestecarea și difuzia în interiorul substanței joacă un rol important. Punctul în care este transferată căldura: și anume, fluxul de căldură sau se numește convecție. Fluxul de căldură poate apărea în apă. Aici oferim un exemplu de curent marin. Curentul marin poate fi cauzat de diferențele de temperatură ale apei în diferite locații.

De exemplu, dacă ești mai cald în partea stângă, vei primi curent acolo unde apa devine mai rece. Curenții oceanici caldi pot apoi elibera căldură în mediu și, astfel, pot influența foarte mult clima. Este transferul energiei interne de la un corp la altul. Să ne uităm la un alt exemplu flux de caldura: uscător de păr. Uscătorul de păr umflă aerul în partea sa interioară și apoi îl suflă spre exterior, spre capul nostru. Și acolo, de exemplu, energia internă a aerului poate fi transferată în părul nostru.

Deci acesta a fost un exemplu despre modul în care căldura poate fi transferată prin fluxul de aer. Acum pentru ultimul exemplu de flux de căldură: încălzirea. Apa curge în conducta de încălzire. Apa este incalzita la subsol. Pentru că apa fierbinte are o densitate mai mica decat cea rece, acum curge in sus unde poate elibera in mediu caldura acumulata. Specificați cum se transferă căldura: Radiație termala. Radiatorul de căldură tipic este soarele. Ea își trimite razele calde pe pământ. Și ce sunt mai exact aceste raze?

Razele soarelui sunt, de asemenea, doar unde electromagnetice, deci au aceleași proprietăți ca și lumina, de exemplu. Nu se află în domeniul vizibil, ci mai degrabă în domeniul infraroșu. Ei bine, este mai lung decât lumina. Și particularitatea radiației termice, spre deosebire de conducția sau fluxul de căldură, este că transferul poate avea loc și în vid, adică indiferent de necesitatea transferului de căldură. Un alt exemplu de radiație termică este un incendiu. Deși căldura este transferată prin conducție și flux de căldură, suntem capabili în primul rând să ne încălzim într-un foc prin căldură radiantă.

Ei bine, a fost pentru trei căi diferite transfer de căldură. Deci, rezumăm din nou: căldura, adică forma de energie. Cum ar fi curentul marin, sau radiația termică, de exemplu, soarele. Bine, deci căldura este o formă de energie care poate fi transferată. Dar ce este temperatura în contrast? Iar temperatura descrie, spre deosebire de căldură, energia cinetică medie a particulelor. Cu alte cuvinte, măsurând diferența de temperatură dintr-un corp, puteți vedea câtă căldură a fost transferată către alt corp. Aceasta este diferența dintre temperatură și temperatură.

În primul rând, există metal în interiorul balonului, care este încălzit treptat prin conducție termică. Acest metal își transferă căldura în aer. Poate exista flux de căldură. Și toată lampa emite multă căldură, din păcate, deși ar trebui să producă mai multă lumină. Ai întotdeauna adverse efecte secundare. Așa că sper că v-a plăcut videoclipul. Pana atunci, ne vedem data viitoare! Una dintre principalele probleme cu care ne confruntăm atunci când încercăm să înțelegem lumea este că este foarte dificil să izolăm un anumit fenomen de restul.

În viața reală, constatăm că au loc mai multe evenimente, fiecare având cauze și efecte diferite în același timp. Și aceasta este principala problemă a științelor sociale: variabilele din joc sunt infinite și, în general, nu este fezabil sau lipsit de etică să se efectueze un experiment pentru a testa o ipoteză.

Din fericire, în alte domenii ale științei, lucrurile sunt mult mai simple, de exemplu, fizica, care studiază corpurile și interacțiunile lor și este adesea ușor să conduci un experiment care izolează un fenomen de altul. Dar, în orice caz, constatăm că o persoană care nu studiază acest subiect vede de obicei ceva dificil și de nepătruns în el. Pe de altă parte, mulți oameni cu o minte științifică tind să analizeze mai multe lucruri decât este necesar și să vadă lumea mai mult sau mai puțin după cum urmează.

De multe ori școlile nu predau unelte de bază elevilor lor, așa că ei înțeleg ceva la fel de simplu precum transferul de căldură. Poate părea o prostie, dar păstrarea acestor lucruri în minte ne ajută în multe aspecte ale vieții: să ne gândim cum să ne protejăm eficient în funcție de vreme, chiar și pentru sau pentru a păstra o bere rece. Fie că ne place sau nu, știința este peste tot. Mai degrabă, avem nevoie de o anumită bază de cunoștințe științifice pentru a interacționa mai eficient cu Universul.

Căldura, pentru fizică, este transferul de energie dintr-un corp cu o temperatură mai mare la care este mai puțin. Contrar a ceea ce cred mulți, căldura nu este temperatură, ci transfer de energie. Deci aceeași expresie „transfer de căldură” ar fi redundantă, dar este folosită în același mod. Când spunem că apa este fierbinte, spunem că are multă energie termică. Aceasta ar însemna că moleculele lor vibrează puternic, așa că dacă le atingem, vor transfera aceste vibrații în mâinile lor și, în funcție de cât de puternice sunt, ne pot face rău.

Atingerea unui corp fierbinte nu este singura modalitate de a transfera energie termică, există trei moduri. Va fi conducție, există și radiație și convecție, dar în majoritatea cazurilor toate cele trei situații apar în același timp, iar unele mai mult decât altele. De aceea, acești trei iepurași de ciocolată au fost sacrificați pentru a-i arăta pe fiecare în cel mai izolat mod.

În primul caz, îl vedem pe ucigaș punând un fier fierbinte pe un iepuraș de ciocolată. Punctul de topire al ciocolatei este în jur de 36 de grade, iar fierul este cu siguranță peste 100 de grade, așa că moleculele aceleiași tind să transfere o parte din temperatura lor ciocolatei, topind-o puțin câte puțin în timp ce se răcește lent. Conducția are loc atunci când două substanțe sunt în contact, iar transferul de căldură are loc de la mai multe temperatura ridicataîn jos până când sistemul este în echilibru termic. Acest fenomen are loc în principal între solide iar într-o măsură mai mică în lichide.

În gaze, conductivitatea termică este minimă, deoarece moleculele sunt larg separate unele de altele. În al doilea caz, iepurelui i se aplică o doză de radiație infraroșie. Se întâmplă că radiațiile nu sunt doar ceea ce au bombe atomice, dar sunt doar particule foarte mici, fără masă, care se comportă ca unde de diferite frecvențe. In functie de frecventa pe care o au, sunt unde radio, infrarosu, lumina, ultraviolete, raze X. Fiecare dintre ele cu proprietăți și caracteristici diferite are capacitatea de a interacționa cu ceea ce numim lumină.

Razele X pot trece prin carne, dar nu lucruri mult mai dense, cum ar fi oasele sau metalele. Radiația infraroșie interacționează cu aproape toate substanțele, iar atunci când ajunge de la lampă la suprafața ciocolatei, temperatura acesteia crește. Toate corpurile emit radiații infraroșii, cu cât temperatura lor este mai mare, cu atât emit mai mult. Acesta este unul dintre motivele pentru care corpurile tind să se „răcească” sau să se echilibreze termic. mediu inconjurator. Chiar dacă nu intră în contact cu nimic, corpul pierde energie sub formă de radiații infraroșii.

În cele din urmă, al treilea iepure suferă de un uscător de păr. Un jet de aer fierbinte iti loveste fata. Am spus că gazele nu au o conductivitate termică bună, deoarece moleculele interacționează la fel de slab între ele. Dar dacă creăm o mișcare mare, vom face o mulțime de particule în contact cu iepurele. Astfel aerul își va pierde din temperatură și ciocolata va crește, echilibrându-se. În termodinamică, convecția este transferul de căldură prin mișcarea unui fluid, în alte domenii ale fizicii, ca și în mecanica fluidelor, se numește convecție. mișcare simplă lichide, fără interes dacă transferul este căldură.

În viața reală, putem folosi aceste concepte pentru a înțelege cum un termos menține temperatura lichidului pe care îl depozitează. Toti cei care au spart vreodata unul vor sti ca sunt realizati dintr-un strat dublu de sticla oglinda. Oglindirea servește la împiedicarea pierderii căldurii prin radiații, deoarece razele infraroșii sunt reflectate pe suprafețele în oglindă și nu părăsesc recipientul. Spațiul dintre cele două straturi de sticlă constă în faptul că căldura nu este transferată prin conducție: cele de cea mai buna calitate au „vid” sau aer la presiune foarte scăzută.

Am spus că conductivitatea gazelor este minimă, deoarece moleculele lor interacționează foarte puțin. Ei bine, cu cât mai puține molecule, cu atât va exista mai puțină interacțiune. Dacă s-ar obține un vid perfect, transmisia prin cablare ar fi zero. Termosul menține, de asemenea, temperaturi mai scăzute decât cele de mediu. Același lucru este valabil și pentru conducție, iar oglinda va servi pentru ca radiația infraroșie venită din corpul nostru să nu fie absorbită de aceasta.

Căldura este transferul de energie. În gastronomie, este folosit pentru a schimba alimentele din punct de vedere chimic și fizic și astfel le face mai ușor de digerat, mestecat, schimba gustul și le face mai sigure. Acest transfer de energie tinde întotdeauna să egalizeze temperatura elementelor din sistem, astfel încât partea fierbinte este răcită, iar partea rece este încălzită, rezultând egalizarea temperaturilor acesteia.

Transferul de energie poate fi realizat prin trei mecanisme diferite. Conductivitatea căldurii este dată de transferul de energie cinetică între molecule. Viteza și eficiența sa depind direct de conductibilitatea termică, care este diferită în fiecare substanță. In bucatarie, acest moment are o importanta cheie atunci cand alegem materialul cu care sunt realizate oalele si tigaile, si gratarul sau gratarul pe care il vom folosi. Materialele care conduc mai bine căldura vor putea transfera căldura mai devreme și mai bine în alimente.

Dintre materialele obișnuite, oalele de cupru și aluminiu sunt cea mai rapidă căldură, în timp ce fierul și oțelul durează mai mult pentru a schimba temperatura, dar rețin mai multă căldură. Acest mecanism de transfer de căldură este unul care este testat atunci când oala este gătită într-o oală cu apă sau ars în cuptor. În ambele cazuri, apa și respectiv aerul circulă în sistem, omogenizează temperatura.