Zayıf termal iletkenliğe sahiptirler. II. uluslararası araştırma ve öğrencilerin yaratıcı çalışmaları yarışması "bilimde başlar"
Termal enerji, bir nesnedeki moleküllerin aktivite seviyesini tanımlamak için kullandığımız terimdir. Artan uyarma, şu ya da bu şekilde, sıcaklıktaki artışla ilişkilendirilirken, soğuk nesnelerde atomlar çok daha yavaş hareket eder.
Isı transferinin örnekleri her yerde bulunabilir - doğada, teknolojide ve Gündelik Yaşam.
Isı Transferi Örnekleri
Isı transferinin en büyük örneği, Dünya gezegenini ve üzerindeki her şeyi ısıtan güneştir. Günlük yaşamda, çok daha az küresel anlamda birçok benzer seçenek bulabilirsiniz. Peki, günlük yaşamda hangi ısı transferi örnekleri gözlemlenebilir?
Bunlardan bazıları:
Isı harekettir
Isı akışları sürekli hareket halindedir. İletimlerinin ana yolları kongre, radyasyon ve iletim olarak adlandırılabilir. Bu kavramlara daha detaylı bakalım.
iletkenlik nedir?
Belki de birçoğu, aynı odada zemine dokunma hissinin tamamen farklı olabileceğini birden fazla kez fark etmiştir. Halının üzerinde yürümek güzel ve sıcak ama banyoya çıplak ayakla girilirse hissedilir bir serinlik hemen bir neşe hissi veriyor. Sadece yerden ısıtmanın olduğu durumda değil.
Peki kiremitli yüzey neden donar? Her şey ısı iletimi ile ilgili. Üç tip ısı transferinden biridir. Ne zaman iki nesne farklı sıcaklıklar birbirleriyle temas halindeyse aralarından ısı enerjisi geçer. Bu durumdaki ısı transferine örnek olarak şunlar verilebilir: Diğer ucu mum alevinin üzerine yerleştirilecek metal bir levhaya tutunduğunuzda zamanla yanma ve acı hissedebilirsiniz ve dokunduğunuz anda Bir tencerenin demir sapı kaynar sudan yanabilir.
İletkenlik Faktörleri
İyi veya kötü iletkenlik birkaç faktöre bağlıdır:
- Nesnelerin yapıldığı malzemenin türü ve kalitesi.
- Temas halindeki iki nesnenin yüzey alanı.
- İki nesne arasındaki sıcaklık farkı.
- Nesnelerin kalınlığı ve boyutu.
Denklem formunda şuna benzer: Bir cisme ısı transfer hızı, cismin yapıldığı malzemenin ısıl iletkenliği çarpı temas anındaki yüzey alanı çarpı iki cisim arasındaki sıcaklık farkına eşittir, ve malzemenin kalınlığına bölünür. Her şey basit.
İletkenlik örnekleri
Isının bir nesneden diğerine doğrudan aktarılmasına iletim, ısıyı iyi ileten maddelere iletken denir. Bazı malzeme ve maddeler bu görevle iyi başa çıkamazlar, bunlara yalıtkan denir. Bunlara ahşap, plastik, cam elyafı ve hatta hava dahildir. Bildiğiniz gibi, yalıtkanlar aslında ısı akışını durdurmazlar, sadece bir dereceye kadar yavaşlatırlar.
Konveksiyon
Konveksiyon gibi bu tür ısı transferi tüm sıvılarda ve gazlarda meydana gelir. Doğada ve günlük yaşamda ısı transferinin bu tür örneklerini bulabilirsiniz. Sıvı ısındıkça alttaki moleküller enerji kazanarak daha hızlı hareket ederler ve bu da yoğunluklarının azalmasına neden olur. Soğutucu (daha yoğun sıvı) batmaya başlarken, sıcak sıvı molekülleri yukarı doğru hareket etmeye başlar. Soğuk moleküller dibe ulaştıktan sonra tekrar enerjiden paylarını alırlar ve tekrar yukarıya yönelirler. Dipte bir ısı kaynağı olduğu sürece döngü devam eder.
Doğadaki ısı transferi örnekleri şunları içerir: özel donanımlı bir brülör yardımıyla, bir balonun alanını dolduran sıcak hava, tüm yapıyı yeterince yüksek bir yüksekliğe yükseltebilir, olay şu ki, sıcak hava soğuktan daha hafiftir. hava.
Radyasyon
Bir ateşin önüne oturduğunuzda, ondan yayılan sıcaklıkla ısınırsınız. Avucunuzu yanan bir ampule dokunmadan getirirseniz de aynı şey olur. Ayrıca sıcak hissedeceksiniz. Günlük yaşamda ve doğadaki ısı transferinin en büyük örneklerinin başında güneş enerjisi gelmektedir. Güneşin ısısı her gün 146 milyon km boşluktan Dünya'ya kadar geçer. Bugün gezegenimizde var olan tüm yaşam biçimlerinin ve sistemlerinin arkasındaki itici güçtür. Bu bulaşma şekli olmasaydı, başımız büyük belada olurdu ve dünya bildiğimiz gibi olmazdı.
Radyasyon, radyo dalgaları, kızılötesi, x-ışınları ve hatta görünür ışık gibi elektromanyetik dalgalar kullanılarak ısı transferidir. Kişinin kendisi de dahil olmak üzere tüm nesneler ışıma enerjisi yayar ve emer, ancak tüm nesneler ve maddeler bu görevle eşit derecede iyi baş edemez. Günlük yaşamdaki ısı transferi örnekleri, geleneksel bir anten kullanılarak düşünülebilir. Kural olarak, iyi yayılan şey aynı zamanda emme konusunda da iyidir. Dünya ise güneşten aldığı enerjiyi uzaya geri verir. Bu parlak enerjiye karasal radyasyon denir ve gezegende yaşamı mümkün kılan şeydir.
Doğada ısı transferi örnekleri, günlük yaşam, teknoloji
Enerjinin iletimi, özellikle termal enerji, tüm mühendisler için temel bir çalışma alanıdır. Radyasyon, Dünya'yı yaşanabilir hale getirir ve yenilenebilir güneş enerjisi sağlar. Konveksiyon mekaniğin temelidir, binalarda hava akışından ve evlerde hava değişiminden sorumludur. İletkenlik, tavayı ateşe vererek ısıtmanıza izin verir.
Teknoloji ve doğadaki çok sayıda ısı transferi örneği açıktır ve dünyamızın her yerinde bulunur. Hemen hemen hepsi, özellikle makine mühendisliği alanında önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin, bir binanın havalandırma sistemini tasarlarken, mühendisler bina içi ısı transferinin yanı sıra binanın çevresindeki ısı transferini de hesaplar. Ayrıca, verimliliği optimize etmek için ayrı bileşenler aracılığıyla ısı transferini en aza indiren veya en üst düzeye çıkaran malzemeleri seçerler.
buharlaşma
Bir sıvının (su gibi) atomları veya molekülleri önemli miktarda gaza maruz kaldıklarında, kendiliğinden gaz haline geçme veya buharlaşma eğilimi gösterirler. Bunun nedeni, moleküllerin sürekli olarak farklı yönlerde rastgele hızlarda hareket etmeleri ve birbirleriyle çarpışmalarıdır. Bu işlemler sırasında bazıları kendilerini ısı kaynağından uzaklaştırmaya yetecek kadar kinetik enerji alırlar.
Bununla birlikte, tüm moleküllerin buharlaşıp su buharı haline gelme zamanı yoktur. Her şey sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle, bir bardaktaki su, ocakta ısıtılan bir tavaya göre daha yavaş buharlaşacaktır. Kaynar su, moleküllerin enerjisini büyük ölçüde artırır ve bu da buharlaşma sürecini hızlandırır.
Temel konseptler
- İletim, ısının bir madde boyunca atomlar veya moleküller arasında doğrudan temas yoluyla aktarılmasıdır.
- Konveksiyon, bir gazın (hava gibi) veya bir sıvının (su gibi) sirkülasyonu ile ısı transferidir.
- Radyasyon, emilen ve yansıtılan ısı miktarı arasındaki farktır. Bu yetenek büyük ölçüde renge bağlıdır, siyah nesneler açık renkli nesnelere göre daha fazla ısı emer.
- Buharlaşma, sıvı haldeki atomların veya moleküllerin gaz veya buhar haline gelmek için yeterli enerji kazandığı süreçtir.
- güneş ısısını dünya atmosferinde hapsederek sera etkisi yaratan gazlardır. İki ana kategori vardır - su buharı ve karbondioksit.
- hızlı ve doğal bir şekilde yenilenen sınırsız kaynaklardır. Bunlar, doğadaki ve teknolojideki ısı transferinin aşağıdaki örneklerini içerir: rüzgarlar ve güneş enerjisi.
- Termal iletkenlik, bir malzemenin transfer edilme hızıdır. Termal enerji kendin aracılığıyla
- Termal denge, bir sistemin tüm parçalarının aynı sıcaklıkta olduğu bir durumdur.
Uygulamada uygulama
Doğada ve teknolojide çok sayıda ısı transferi örneği (yukarıdaki resimler), bu süreçlerin iyi çalışılması ve iyi hizmet edilmesi gerektiğini göstermektedir. Mühendisler, ısı transferi ilkeleri hakkındaki bilgilerini uygular, yenilenebilir kaynakların kullanımını içeren ve çevreye daha az zarar veren yeni teknolojileri keşfederler. çevre. Anahtar, enerji transferinin mühendislik çözümleri ve ötesi için sonsuz olasılıklar açtığını anlamaktır.
Her türlü enerji gibi iç enerji de bir vücuttan diğerine aktarılabilir.İç enerji de vücudun bir bölümünden diğerine aktarılabilir. Yani örneğin bir çivinin bir ucu alevde ısıtılırsa, eldeki diğer ucu yavaş yavaş ısınır ve eli yakar. Doğrudan temas halindeyken iç enerjinin vücudun bir kısmından diğerine veya bir vücuttan diğerine aktarılması olgusuna ısı iletimi denir.
Katılar, sıvılar ve gazlarla bir dizi deney yaparak bu olguyu inceleyelim. Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. tutuşacak. Çubuğun dışarıdaki diğer ucu soğuk olacaktır. Yani ağaç var zayıf termal iletkenlik. İnce bir cam çubuğun ucunu bir alkol lambasının alevine getiriyoruz. Bir süre sonra ısınırken diğer ucu soğuk kalacaktır. Sonuç olarak, cam da zayıf termal iletkenliğe sahiptir. Metal bir çubuğun ucunu alevde ısıtırsak, çok geçmeden tüm çubuk çok sıcak hale gelir. Artık elimizde tutamayız. Bu, metallerin ısıyı iyi ilettiği, yani yüksek bir termal iletkenliğe sahip oldukları anlamına gelir. En yüksek termal iletkenlik gümüş ve bakır var.
Aşağıdaki deneyde katı bir cismin bir kısmından diğerine ısı transferini düşünün. Kalınlığın bir ucunu düzeltiriz bakır kablo bir tripodda. Balmumu ile tele birkaç karanfil tutturun (Şek. 6). Telin serbest ucu bir alkol lambasının alevinde ısıtıldığında, mum eriyecektir. Karanfiller yavaş yavaş düşecek. Önce aleve daha yakın olanlar kaybolacak, ardından diğerleri sırayla. Tel boyunca enerjinin nasıl aktarıldığını bulalım. Metal parçacıkların salınım hareketinin hızı, telin aleve daha yakın olan kısmında artar. Parçacıklar sürekli olarak birbirleriyle etkileşime girdiği için, komşu parçacıkların hareket hızı artar. Telin bir sonraki kısmının sıcaklığı yükselmeye başlar, vb.Unutulmamalıdır ki, ısı iletimi sırasında vücudun bir ucundan diğer ucuna madde transferi olmaz. Şimdi sıvıların termal iletkenliğini ele alalım. Su ile bir test tüpü alın ve üst kısmını ısıtmaya başlayın. Yüzeydeki su kısa sürede kaynayacak ve bu süre zarfında test tüpünün dibinde sadece ısınacaktır (Şek. 7).
Bu, cıva ve erimiş metaller dışında sıvıların düşük termal iletkenliğe sahip olduğu anlamına gelir. Bunun nedeni, sıvılarda moleküllerin sıvılara göre birbirlerinden daha uzak mesafelerde bulunmasıdır. katılar. Gazların termal iletkenliğini araştırıyoruz. Parmağa kuru bir test tüpü koyup alt kısmı yukarı gelecek şekilde bir alkol lambasının alevinde ısıtıyoruz (Şek. 8).
Parmak uzun süre sıcak hissetmeyecektir. Bunun nedeni, gaz molekülleri arasındaki mesafenin sıvı ve katılarınkinden bile daha büyük olmasıdır. Bu nedenle, gazların termal iletkenliği daha da azdır. Böylece termal iletkenlik çeşitli maddeler farklı. Şekil 9'da gösterilen deneyim, farklı metallerin termal iletkenliğinin aynı olmadığını göstermektedir. Yün, saç, kuş tüyü, kağıt, mantar ve diğerleri zayıf termal iletkenliğe sahiptir. gözenekli cisimler. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük termal iletkenliğe sahiptir. 
Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların olmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez. Vücudu soğumaya veya ısınmaya karşı korumaya ihtiyaç varsa, ısı iletkenliği düşük olan maddeler kullanılır. Yani tencereler, tavalar, kulplar plastikten yapılır. Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya tuğlalardan inşa edilir, bu da binaları soğumaya karşı korudukları anlamına gelir.
İki ortam arasındaki ısı alışverişi, onları ayıran sağlam bir duvar veya aralarındaki arayüz aracılığıyla gerçekleşir.
Isı ancak daha yüksek sıcaklığa sahip bir gövdeden daha düşük bir sıcaklığa sahip bir gövdeye geçebilir.
Isı değişimi her zaman, bazı cisimlerin iç enerjisindeki bir azalmaya, ısı transferine katılan diğer cisimlerin iç enerjilerindeki aynı artışın eşlik edeceği şekilde ilerler.
Termal iletkenlik
Termal iletkenlik, vücudun daha ısıtılmış bir kısmının parçacıklarından (moleküller, atomlar) daha az ısıtılmış kısmının parçacıklarına doğrudan enerji transferinin olduğu bir ısı transferi türüdür.
Termal iletkenliğe madde aktarımı eşlik etmez! Unutulmamalıdır ki ısı iletimi sırasında maddenin kendisi vücut boyunca hareket etmez, sadece enerji aktarılır.
Çeşitli maddelerin termal iletkenliği farklıdır.
Aşağıdaki deneyi yapabilirsiniz - bir bardak alınır sıcak su ve çeşitli malzemelerden (alüminyum, bakır nikel, çelik, ahşap ve plastik) kaşıklar koyun. 3 dakika sonra kaşıkların eşit şekilde ısınıp ısınmadığına bakın. Sonucu analiz et
Tablo, metallerin en yüksek termal iletkenliğe sahip olduğunu göstermektedir, ve farklı metaller farklı termal iletkenliğe sahiptir.
Sıvılar, katılardan daha az ısı iletkenliğine ve sıvılardan daha az gazlara sahiptir.
Sıvıların termal iletkenliği ile ilgili bir deney düşünün. Bir varil su içinde buzu dibe indirirseniz ve üst su tabakasını bir kazanla ısıtırsanız. Daha sonra yüzeydeki su kısa sürede kaynayacak ve alttaki buz erimeyecektir. Bunun nedeni, sıvılarda moleküllerin katılara göre birbirlerinden daha uzak mesafelerde bulunmasıdır.
Saç, tüy, kağıt, mantar ve diğer gözenekli cisimler de zayıf termal iletkenliğe sahiptir. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların olmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez.
Metaller - katılar - sıvılar - gazlar
termal iletkenliğin zayıflaması
Vücudu soğumaya veya ısınmaya karşı korumaya ihtiyaç varsa, ısı iletkenliği düşük olan maddeler kullanılır. Bu nedenle, batarya üzerindeki muslukların kulpları plastikten, tencere kulpları da benzer bir alaşımdan yapılmıştır. Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya gözenekli tuğlalardan inşa edilir, bu da binaları soğumaya karşı korudukları anlamına gelir.
Şu anda birçok bölgede binalar kazık üzerine yapılmaya başlandı. Bu durumda ısı, temelden kazığa ve kazıktan sonra zemine sadece termal iletkenlik ile aktarılır, kazıklar dayanıklı bir katı malzemeden yapılır ve içleri gazyağı ile doldurulur. Yaz aylarında, yığın ısıyı yukarıdan aşağıya kötü iletir, çünkü. sıvı düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Kışın, yığın içindeki sıvının taşınımı nedeniyle, aksine, toprağın daha fazla soğumasına katkıda bulunacaktır.
Termal iletkenlik- bu, vücudun daha ısıtılmış bir kısmının parçacıklarından (moleküller, atomlar) daha az ısıtılmış kısmının parçacıklarına doğrudan enerji transferinin olduğu bir tür ısı transferidir.
Bir katı, sıvı ve gazın ısıtılmasıyla ilgili bir dizi deney düşünün.
Radyant ısı transferi.
Radyant ısı transferi- bu, enerjinin çeşitli ışınlarla aktarıldığı ısı transferidir.
Güneş ışınları olabileceği gibi etrafımızdaki ısınmış cisimlerin yaydığı ışınlar da olabilir.
Örneğin, bir ateşin yanında otururken, ateşten vücudumuza ısının nasıl aktarıldığını hissederiz. Bununla birlikte, bu tür bir ısı transferinin nedeni ne termal iletkenlik (alev ile gövde arasındaki hava için çok küçüktür) ne de konveksiyon (çünkü konveksiyon akışları her zaman yukarı doğru yönlendirilir) olamaz. Burada üçüncü tip ısı transferi gerçekleşir - radyant ısı transferi.
Bir tarafı tütsülenmiş küçük bir şişe alın.
Mantarın içinden dik açıyla bükülmüş bir cam tüpü içine sokun. Dar bir kanalı olan bu tüpün içine renkli bir sıvı sokuyoruz. Teraziyi tüpe sabitledikten sonra cihazı alıyoruz - termoskop. Bu cihaz, tütsülenmiş bir şişedeki havanın hafif bir ısınmasını bile tespit etmenizi sağlar.
Termoskopun karanlık yüzeyine yüksek sıcaklığa kadar ısıtılmış bir metal parçası getirilirse, sıvı sütunu sağa doğru hareket edecektir. Açıkçası, şişedeki hava ısındı ve genişledi. Bir termoskopta havanın hızlı ısınması ancak ısıtılmış bir gövdeden ona enerji aktarımı ile açıklanabilir. Yangın durumunda olduğu gibi, buradaki enerji termal iletkenlik veya konvektif ısı transferi ile aktarılmaz. Bu durumda enerji, ısıtılmış bir cisim tarafından yayılan görünmez ışınların yardımıyla aktarıldı. Bu ışınlara denir termal radyasyon.
Radyant ısı transferi tam bir vakumda gerçekleşebilir. Bu, onu diğer ısı transferi türlerinden ayırır.
Tüm vücutlar enerji yayar: hem çok ısınmış hem de zayıf, örneğin insan vücudu, soba, elektrik ampulü. Ancak vücudun sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, termal radyasyonu o kadar güçlü olur. Diğer cisimlere ulaşan yayılan enerji kısmen onlar tarafından emilir ve kısmen yansıtılır. Enerji emildiğinde termal radyasyon vücudun iç enerjisine dönüşür ve ısınırlar.
Açık ve koyu yüzeyler enerjiyi farklı şekilde emer. Bu nedenle, bir termoskopla yapılan bir deneyde, şişeyi önce tütsülenmiş ve sonra hafif tarafla ısıtılmış gövdeye çevirirsek, o zaman ilk durumda sıvı sütunu ikinciden daha fazla hareket edecektir (şekle bakın) üstünde). Bundan, karanlık bir yüzeye sahip gövdelerin, parlak veya aynasal bir yüzeye sahip gövdelere göre enerjiyi daha iyi emdiği (ve dolayısıyla daha fazla ısındığı) sonucu çıkar.
Karanlık bir yüzeye sahip cisimler sadece daha iyi emmekle kalmaz, aynı zamanda enerjiyi daha iyi yayar.
Radyasyon enerjisini farklı şekillerde absorbe etme yeteneği teknolojide yaygın olarak kullanılmaktadır. Örneğin, sıcak hava balonları ve uçak kanatları, güneşten gelen ısıyı azaltmak için genellikle gümüş rengine boyanır.
Güneş enerjisi kullanılması gerekiyorsa (örneğin yapay uydulara kurulu bazı cihazları ısıtmak için), bu cihazlar karanlığa boyanır.
Isı değişimi- bu, vücut veya vücudun kendisi üzerinde iş yapmadan iç enerjiyi değiştirme sürecidir.
Isı transferi her zaman belirli bir yönde gerçekleşir: sıcaklığı daha yüksek olan cisimlerden daha düşük olan cisimlere.
Vücutların sıcaklıkları eşitlendiğinde ısı transferi durur.
Isı değişimi üç şekilde gerçekleştirilebilir:
- termal iletkenlik
- konveksiyon
- radyasyon
Termal iletkenlik
Termal iletkenlik- doğrudan temasları sırasında iç enerjinin vücudun bir kısmından diğerine veya bir vücuttan diğerine aktarılması olgusu.
Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir- sudan yüzlerce kat daha fazlasına sahipler. İstisnalar cıva ve kurşundur., ancak burada bile termal iletkenlik suyunkinden onlarca kat daha fazladır.
Metal bir iğneyi bir bardak sıcak suya indirirken, çok geçmeden iğnenin ucu da ısınır. Sonuç olarak, her türlü enerji gibi iç enerji de bir vücuttan diğerine aktarılabilir. İç enerji de vücudun bir bölümünden diğerine aktarılabilir. Yani örneğin bir çivinin bir ucu alevde ısıtılırsa, eldeki diğer ucu yavaş yavaş ısınır ve eli yakar.
Elektrikli ocakta bir tavanın ısıtılması, ısı iletimi yoluyla gerçekleşir.
Katılar, sıvılar ve gazlarla bir dizi deney yaparak bu olguyu inceleyelim.
Tahta bir çubuğun ucunu ateşe sokalım. tutuşacak. Çubuğun dışarıdaki diğer ucu soğuk olacaktır. Araç, ahşabın ısı iletkenliği zayıftır.
İnce bir cam çubuğun ucunu bir alkol lambasının alevine getiriyoruz. Bir süre sonra ısınırken diğer ucu soğuk kalacaktır. Bu nedenle ve cam zayıf ısı iletkenliğine sahiptir.
Metal bir çubuğun ucunu alevde ısıtırsak, çok geçmeden tüm çubuk çok sıcak hale gelir. Artık elimizde tutamayız.
Araç, metaller ısıyı iyi iletirler, yani yüksek ısı iletkenliğine sahiptirler. Gümüş ve bakır en yüksek termal iletkenliğe sahiptir..
Farklı maddelerin termal iletkenliği farklıdır.
Yün, saç, kuş tüyü, kağıt, mantar ve diğer gözenekli cisimler zayıf ısı iletkenliğine sahiptir. Bunun nedeni, bu maddelerin lifleri arasında hava bulunmasıdır. Vakum (havadan arındırılmış alan) en düşük termal iletkenliğe sahiptir. Bu, termal iletkenliğin, moleküllerin veya diğer parçacıkların etkileşimi sırasında meydana gelen enerjinin vücudun bir kısmından diğerine aktarılması olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Parçacıkların olmadığı bir ortamda ısı iletimi gerçekleşemez.
Vücudu soğumaya veya ısınmaya karşı korumaya ihtiyaç varsa, ısı iletkenliği düşük olan maddeler kullanılır. Yani tencereler, tavalar, plastik kulplar için. Evler, ısı iletkenliği zayıf olan kütüklerden veya tuğlalardan yapılır, bu da soğumaya karşı korunmaları anlamına gelir.
Konveksiyon
Konveksiyon sıvı veya gaz akışları ile enerji transferi ile gerçekleştirilen bir ısı transferi işlemidir.
Konveksiyon olgusuna bir örnek: Bir mum alevi veya bir elektrik ampulü üzerine yerleştirilmiş küçük bir kağıt fırıldak, yükselen sıcak havanın etkisi altında dönmeye başlar. Bu fenomen şu şekilde açıklanabilir. Sıcak bir lamba ile temas halindeki hava ısınır, genişler ve onu çevreleyen soğuk havadan daha az yoğun hale gelir. Soğuk taraftan yukarıya doğru sıcak havaya etki eden Arşimet kuvveti, sıcak havaya etki eden yerçekimi kuvvetinden daha büyüktür. Sonuç olarak, ısıtılmış hava "yüzer", yükselir ve yerini soğuk hava alır.
Konveksiyonda enerji, gaz veya sıvı jetlerinin kendileri tarafından aktarılır.
İki tür konveksiyon vardır:
- doğal (veya ücretsiz)
- zoraki
Sıvı ve gazlarda konveksiyonun oluşabilmesi için bunların alttan ısıtılması gerekir.
Katılarda konveksiyon meydana gelmez.
Radyasyon
Radyasyon - Elektromanyetik radyasyon, belirli bir sıcaklıkta bir maddenin iç enerjisi nedeniyle yayılır.
Kara cisim kriterlerini karşılayan bir nesnenin termal radyasyon gücü şu şekilde tanımlanır: Stefan-Boltzmann yasası.
Vücutların yayıcı ve soğurma yeteneklerinin oranı açıklanmaktadır. Kirchhoff'un radyasyon yasası.
Radyasyonla enerji transferi, diğer ısı transferi türlerinden farklıdır: tam vakumda gerçekleştirilebilir.
Tüm vücutlar enerji yayar: hem çok ısınmış hem de zayıf, örneğin insan vücudu, bir soba, bir elektrik ampulü vb. Ancak vücut sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, radyasyonla o kadar fazla enerji iletir. Bu durumda, enerji kısmen bu cisimler tarafından emilir ve kısmen yansıtılır. Enerji emildiğinde, cisimler yüzeyin durumuna bağlı olarak farklı şekillerde ısınırlar.
Karanlık bir yüzeye sahip gövdeler, enerjiyi açık renkli bir yüzeye sahip gövdelere göre daha iyi emer ve yayar. Aynı zamanda koyu renkli cisimler, açık renkli cisimlere göre radyasyonla daha hızlı soğurlar. Örneğin, hafif bir çaydanlıkta sıcak su kalır. Yüksek sıcaklık karanlıkta olduğundan daha