Isı transferi türleri termal iletkenlik konveksiyon termal radyasyon. Isı transferi türleri: ısı transfer katsayısı. Çeşitli maddelerin termal iletkenlik katsayıları

Bu, sol ve sol arasında bir sıcaklık dengesi ile sonuçlanır. sağ taraflar, çünkü fizikte yan yana enerjik olarak çok farklı iki durum yoktur. Yani burada soldaki vida sıcaksa, bu aynı zamanda vidadaki parçacıkların daha hızlı olduğu anlamına gelir. Ve bu hızlı parçacıklar şimdi daha yavaş parçacıklara çarpıyor, bu parçacıklar daha sonra hızlanıyor, sonra diğerlerine çarpıyor ve bu böyle devam ediyor. ve böylece ısı soldan sağa yavaşça aktarılır. Artık ısıyı diğerlerinden daha iyi ileten maddeler var. Tabii ki, plastik bir kaşığı kaynar suya koyarsanız, örneğin gümüş kaşıktan daha yavaş ısınır.

Genel olarak şunu söyleyebiliriz: iyi ısı iletkenleri genellikle bakır gibi iyi elektrik iletkenleridir. Yani, her şeyden önce, termal iletkenlik için. Bu arada, sıvılar ve gazlar da ısı iletebilir. Ancak daha sonra madde içinde karışma ve difüzyon önemli bir rol oynar. Isının transfer edildiği nokta: yani ısı akışı veya konveksiyon olarak adlandırılır. Suda ısı akışı olabilir. Burada bir deniz akıntısı örneği veriyoruz. Deniz akıntısı, farklı yerlerdeki sudaki sıcaklık farklılıklarından kaynaklanabilir.

Örneğin sol tarafta daha sıcaksanız, suyun soğuduğu yerden akıntı alırsınız. Sıcak okyanus akıntıları daha sonra çevreye ısı salabilir ve böylece iklimi büyük ölçüde etkileyebilir. İç enerjinin bir vücuttan diğerine aktarılmasıdır. Başka bir örneğe bakalım ısı akışı: saç kurutma makinesi. Saç kurutma makinesi havayı iç kısmında şişirir ve sonra kafamıza doğru dışarı üfler. Ve orada örneğin havanın iç enerjisi saçlarımıza aktarılabilir.

Bu, ısının hava akışı yoluyla nasıl aktarılabileceğinin bir örneğiydi. Şimdi ısı akışının son örneği için: ısıtma. Isıtma borusunda su akar. Su bodrumda ısıtılmaktadır. Çünkü sıcak su soğuk olandan daha düşük bir yoğunluğa sahiptir, artık depolanan ısıyı çevreye bırakabileceği yukarı doğru akar. Isıyı nasıl aktaracağınızı belirtin: termal radyasyon. Tipik ısı alıcı güneştir. Sıcak ışınlarını yeryüzüne gönderir. Ve bu ışınlar tam olarak nedir?

Güneş ışınları da sadece elektromanyetik dalgalardır, bu nedenle örneğin ışıkla aynı özelliklere sahiptirler. Görünür aralıkta değiller, çoğunlukla kızılötesi aralıktalar. Işıktan daha uzun. Ve termal radyasyonun özelliği, ısı iletimi veya ısı akışının aksine, transferin bir vakumda, yani ısı transferine olan ihtiyaçtan bağımsız olarak gerçekleşebilmesidir. Termal radyasyona başka bir örnek de yangındır. Isı, iletim ve ısı akışı yoluyla aktarılsa da, bir yangında öncelikle radyant ısı yoluyla ısınabiliriz.

Peki üç içindi Farklı yollarısı transferi. Öyleyse tekrar özetliyoruz: ısı, yani enerji formu. Deniz akıntısı veya termal radyasyon gibi, örneğin güneş. Tamam, ısı transfer edilebilen bir enerji şeklidir. Ancak bunun aksine sıcaklık nedir? Ve sıcaklık, ısının aksine, parçacıkların ortalama kinetik enerjisini tanımlar. Diğer bir deyişle, bir cisimdeki sıcaklık farkını ölçerek başka bir cisme ne kadar ısı transfer edildiğini görebilirsiniz. Bu, sıcaklık ve sıcaklık arasındaki farktır.

İlk olarak, şişenin içinde termal iletimle kademeli olarak ısıtılan metal vardır. Bu metal ısısını havaya aktarır. Isı akışı olabilir. Ve ne yazık ki, daha fazla ışık üretmesi gerekmesine rağmen, tüm lamba çok fazla ısı yayar. Her zaman tersin var yan etkiler. Bu yüzden umarım videoyu beğenmişsinizdir. O zamana kadar, bir dahaki sefere görüşürüz! Dünyayı anlamaya çalışırken karşılaştığımız temel sorunlardan biri, belirli bir olguyu diğerlerinden ayırmanın çok zor olmasıdır.

Gerçek hayatta, her birinin aynı anda farklı nedenleri ve sonuçları olan birden çok olayın meydana geldiğini görürüz. Ve bu sosyal bilimlerin temel sorunudur: Oyundaki değişkenler sonsuzdur ve genellikle bir hipotezi test etmek için bir deney yapmak mümkün veya etik değildir.

Neyse ki bilimin diğer alanlarında, örneğin bedenleri ve onların etkileşimlerini inceleyen fizikte işler çok daha basittir ve genellikle bir fenomeni diğerinden izole eden bir deney yapmak kolaydır. Ancak her halükarda, bu konuyu incelemeyen bir kişinin genellikle onda zor ve anlaşılmaz bir şey gördüğünü görüyoruz. Öte yandan, bilimsel bir zihne sahip birçok insan, gereğinden fazla şeyi analiz etme ve dünyayı aşağı yukarı aşağıdaki gibi görme eğilimindedir.

Çoğu zaman okullar öğrencilerine temel araçları öğretmezler, böylece ısı transferi kadar basit bir şeyi anlarlar. Aptalca görünebilir, ancak bunları akılda tutmak hayatın birçok alanında bize yardımcı olur: soğuk bir bira için veya soğuk bir bira için bile olsa, hava durumuna bağlı olarak bizi nasıl etkili bir şekilde koruyacağımızı düşünmek. Beğensek de beğenmesek de bilim her yerde. Bunun yerine, Evren ile daha etkili bir şekilde etkileşim kurmak için belirli bir bilimsel bilgi tabanına ihtiyacımız var.

Fizik için ısı, sıcaklığı daha yüksek olan ve sıcaklığı daha az olan bir cisimden enerji transferidir. Pek çok kişinin sandığının aksine ısı, sıcaklık değil, enerji aktarımıdır. Yani aynı "ısı transferi" ifadesi gereksiz olacaktır, ancak aynı şekilde kullanılmaktadır. Suyun sıcak olduğunu söylediğimizde, çok fazla termal enerjiye sahip olduğunu söylüyoruz. Bu, moleküllerinin güçlü bir şekilde titreştiği anlamına gelir, bu nedenle onlara dokunursak bu titreşimleri ellerine aktarırlar ve ne kadar güçlü olduklarına bağlı olarak bize zarar verebilirler.

Sıcak bir vücuda dokunmak, ısı enerjisini aktarmanın tek yolu değildir, üç yolu vardır. İletim olacak, radyasyon ve konveksiyon da var, ancak çoğu durumda üç durum da aynı anda ve bazıları diğerlerinden daha fazla meydana geliyor. Bu yüzden bu üç çikolatalı tavşancık, her birini en izole şekilde göstermek için kurban edildi.

İlk durumda, katilin sıcak bir ütüyü çikolatalı bir tavşanın üzerine koyduğunu görüyoruz. Çikolatanın erime noktası 36º civarındadır ve demir kesinlikle 100º'nin üzerindedir, bu nedenle aynı moleküller sıcaklıklarının bir kısmını çikolataya aktarma eğilimindedir ve yavaş yavaş soğurken onu azar azar eritirler. İletim, iki madde temas ettiğinde gerçekleşir ve daha fazla maddeden ısı transferi gerçekleşir. Yüksek sıcaklık sistem termal dengeye gelene kadar dibe doğru. Bu fenomen esas olarak aşağıdakiler arasında gerçekleşir: katılar ve sıvılarda daha az ölçüde.

Gazlarda, termal iletkenlik minimumdur çünkü moleküller birbirinden geniş ölçüde ayrılmıştır. İkinci durumda, tavşana bir doz kızılötesi radyasyon uygulanır. Radyasyon sadece sahip oldukları şey değildir. atom bombaları, ancak bunlar farklı frekanslardaki dalgalar gibi davranan çok küçük, kütlesiz parçacıklardır. Sahip oldukları frekansa göre radyo dalgaları, kızılötesi, ışık, ultraviyole ışınları, x-ışınlarıdır. Her biri farklı özellik ve niteliklere sahip olan ışık dediğimiz şeyle etkileşime girme yeteneğine sahiptir.

X-ışınları etten geçebilir, ancak kemikler veya metaller gibi daha yoğun şeylerden geçemez. Kızılötesi ışınım hemen hemen tüm maddelerle etkileşime girer ve lambadan çikolatanın yüzeyine ulaştığında sıcaklığı artar. Tüm vücutlar kızılötesi radyasyon yayar, sıcaklıkları ne kadar yüksek olursa, o kadar çok yayarlar. Vücutların "soğuma" veya termal olarak dengelenme eğiliminin nedenlerinden biri de budur. çevre. Herhangi bir şeyle temas etmese bile vücut kızılötesi radyasyon şeklinde enerji kaybeder.

Son olarak, üçüncü tavşan saç kurutma makinesi krizinden muzdariptir. Bir sıcak hava jeti yüzünüze çarpar. Gazların iyi bir termal iletkenliğe sahip olmadığını söyledik çünkü moleküller birbirleriyle eşit derecede zayıf bir şekilde etkileşime giriyor. Ama büyük bir hareket yaratırsak tavşanla temas halinde çok fazla parçacık yapmış oluruz. Bu şekilde hava ısı kaybedecek ve çikolata yükselerek dengelenecektir. Termodinamikte konveksiyon, bir akışkanın hareketi yoluyla ısı transferidir, fiziğin diğer alanlarında olduğu gibi akışkanlar mekaniğinde de konveksiyon olarak adlandırılır. basit hareket sıvılar, ilgisiz ısı olup olmadığı aktarılır.

Gerçek hayatta, bir termosun depoladığı sıvının sıcaklığını nasıl koruduğunu anlamak için bu kavramları kullanabiliriz. Birini kırmış olan herkes, bunların çift katmanlı ayna camından yapıldığını bilecektir. Kızılötesi ışınlar aynalı yüzeylere yansıdığından ve kaptan ayrılmadığından, yansıtma, ısının radyasyonla kaybolmasını önlemeye yarar. İki cam tabakası arasındaki boşluk, ısının iletim yoluyla iletilmemesi gerçeğinde yatmaktadır. en iyi kaliteçok düşük basınçta bir "vakum" veya hava var.

Molekülleri çok az etkileşime girdiği için gazların iletkenliğinin minimum olduğunu söylemiştik. Ne kadar az molekül olursa, o kadar az etkileşim olur. Mükemmel bir vakum elde edilirse, kablolama yoluyla iletim sıfır olacaktır. Termos ayrıca sıcaklıkları çevresel olanlardan daha düşük tutar. Aynısı iletim için de geçerli ve ayna, vücudumuzdan gelen kızılötesi radyasyonun onun tarafından emilmemesi için hizmet edecek.

Isı, enerji transferidir. Gastronomide gıdaları kimyasal ve fiziksel olarak değiştirmek ve böylece sindirimi kolaylaştırmak, çiğnemek, tat değiştirmek ve daha güvenli hale getirmek için kullanılır. Bu enerji transferi her zaman sistemdeki elemanların sıcaklıklarını eşitleme eğilimindedir, böylece sıcak kısım soğutulur ve soğuk kısım ısıtılır, bu da sıcaklıklarının eşitlenmesiyle sonuçlanır.

Enerji transferi üç farklı mekanizma ile gerçekleştirilebilir. Isının iletkenliği, moleküller arasındaki kinetik enerjinin transferi ile verilir. Hızı ve etkinliği, her maddede farklı olan termal iletkenliğe doğrudan bağlıdır. Mutfakta bu an, tencere ve tavaların yapıldığı malzemeyi ve kullanacağımız ızgarayı veya ızgarayı seçerken çok önemlidir. Isıyı daha iyi ileten malzemeler, ısıyı gıdaya daha erken ve daha iyi aktarabilecektir.

Yaygın malzemeler arasında, bakır ve alüminyum kaplar en hızlı ısıtır, demir ve çeliğin sıcaklığı değiştirmesi daha uzun sürer ancak daha fazla ısı tutar. Bu ısı transfer mekanizması, tencere su dolu tencerede pişirildiğinde veya fırında pişirildiğinde test edilen bir mekanizmadır. Her iki durumda da, sırasıyla su ve hava sistem içinde dolaşarak sıcaklığı homojenleştirir.