Реферат на тему «Конвекция дома»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 13 ИМЕНИ А.Л.ШИРОКИХ»
Реферат
на тему: «Конвекция в доме и излучение в природе»
г. Сарапул 2016 г.
Конвекция в доме и излучение в природе.
Если приблизить руку к включенной электролампе или поместить ладонь над горячей плитой, можно почувствовать движение теплых потоков воздуха. Тот же эффект можно наблюдать при колебании листа бумаги, помещенного над открытым пламенем. Оба эффекта объясняются конвекцией.
Конвекция — это процесс теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа.
Впервые термин «конвекция» был предложен английским ученым Вильямом Прутом еще в 1834 году. Использовался он для описания перемещения тепловых масс в нагретых, движущихся жидкостях. Первые теоретические исследования явления конвекции стартовали лишь в 1916 году. В ходе экспериментов было установлено, что переход от диффузии к конвекции в подогреваемых снизу жидкостях возникает при достижении некоторых критических температурных значений. Позже это значение получило определение «число Роэля». Оно было так названо в честь исследователя, занимавшегося его изучением. Результаты опытов позволили дать объяснение перемещению тепловых потоков под влиянием сил Архимеда.
В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. В таких обстоятельствах нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Наиболее точно данная характеристика явления соответствует перемещению тепловых потоков при нагревании воды. Движение молекул в противоположных направлениях под воздействием нагревания – это именно то, на чем основывается конвекция. Излучение, теплопроводность выступают схожими процессами, однако, касаются прежде всего передачи тепловой энергии в твердых телах.
Яркие примеры конвекции – перемещение теплого воздуха в середине помещения с отопительными приборами, когда нагретые потоки движутся под потолок, а холодный воздух опускается к самой поверхности пола. Именно поэтому при включенном отоплении вверху комнаты воздух заметно теплее по сравнению с нижней частью помещения.
Чтобы понять, что представляет собой естественная конвекция, достаточно рассмотреть процесс на примере действия закона Архимеда и явления расширения тел под воздействием теплового излучения. Так, согласно закону, повышение температуры обязательно приводит к увеличению объемов жидкости. Нагреваемая снизу жидкость в емкостях поднимается выше, а влага большей плотности, соответственно, перемещается ниже. В случае нагрева сверху более и менее плотные жидкости останутся на своих местах, в таком случае явления не произойдет.
Существует несколько видов описываемого нами явления – естественная и вынужденная конвекция. Пример перемещения потоков горячего и холодного воздуха в середине помещения как нельзя лучше характеризует процесс естественной конвекции. Что касается вынужденной, то ее можно наблюдать при перемешивании жидкости ложкой, насосом или мешалкой. Конвекция невозможна при нагревании твердых тел. Всему виной достаточно сильное взаимное притяжение при колебании их твердых частиц. В результате нагрева тел твердой структуры не возникают конвекция, излучение. Теплопроводность заменяет указанные явления в таких телах и способствует передаче тепловой энергии.
Естественная конвекцияВынужденная конвекция
Отдельным видом выступает так называемая капиллярная конвекция. Происходит процесс при перепадах температуры во время движения жидкости по трубам. В естественных условиях значение такой конвекции наряду с естественной и вынужденной крайне несущественно. Однако в космической технике капиллярная конвекция, излучение и теплопроводность материалов становятся весьма значимыми факторами. Даже самые слабые конвективные движения в условиях невесомости приводят к затруднению реализации некоторых технических задач.
Процессы конвекции неразрывно связаны с естественным образованием газообразных веществ в толще земной коры. Рассматривать земной шар можно как сферу, состоящую из нескольких концентрических слоев. В самом центре располагается массивное горячее ядро, которое представляет собой жидкую массу высокой плотности с содержанием железа, никеля, а также прочих металлов.
Окружающими слоями для земного ядра выступают литосфера и полужидкая мантия. Верхний слой земного шара представляет собой непосредственно земную кору. Литосфера сформирована из отдельных плит, которые находятся в свободном движении, перемещаясь по поверхности жидкой мантии. В ходе неравномерного нагревания различных участков мантии и горных пород, которые отличаются разным составом и плотностью, происходит образование конвективных потоков. Именно под воздействием таких потоков возникает естественное преобразование ложа океанов и перемещение несущих континентов.
Как происходит конвекция? Физика процесса основывается на переносе тепла за счет свободного движения массы молекул веществ. В свою очередь, теплопроводность заключается исключительно в передаче энергии между составляющими частицами физического тела. Однако и тот, и другой процесс невозможен без наличия частиц вещества.
Наиболее простым и доступным для понимания примером конвекции может послужить процесс работы обыкновенного холодильника. Циркуляция охлажденного газа фреона по трубам холодильной камеры приводит к снижению температуры верхних пластов воздуха. Соответственно, замещаясь более теплыми потоками, холодные опускаются вниз, охлаждая, таким образом, продукты. Расположенная на тыльной панели холодильника решетка играет роль элемента, способствующего отводу теплого воздуха, образованного в компрессоре агрегата во время сжатия газа. Охлаждение решетки также основывается на конвективных механизмах. Именно по этой причине не рекомендуется загромождать пространство позади холодильника.
Ведь только в таком случае охлаждение может происходить без затруднений.
Другие примеры конвекции можно заметить, наблюдая за таким природным явлением, как движение ветра. Нагреваясь над засушливыми континентами и охлаждаясь над местностью с более суровыми условиями, потоки воздуха начинают вытеснять друг друга, что приводит к их движению, а также перемещению влаги и энергии.
На конвекции завязана возможность парения птиц и планеров. Менее плотные и более теплые воздушные массы при неравномерном нагревании у поверхности Земли приводят к образованию восходящих потоков, что способствует процессу парения. Для преодоления максимальных расстояний без затраты сил и энергии птицам требуется умение находить подобные потоки. Хорошие примеры конвекции – образование дыма в дымоходах и вулканических кратерах. Перемещение дыма вверх основано на его более высокой температуре и низкой плотности по сравнению с окружающей средой. При остывании дым постепенно оседает в нижние слои атмосферы.
Именно по этой причине промышленные трубы, посредством которых происходит выброс вредных веществ в атмосферу, делают максимально высокими.
Среди наиболее простых, доступных для понимания примеров, которые можно наблюдать в природе, быту и технике, следует выделить: движение воздушных потоков во время работы бытовых батарей отопления; образование и движение облаков; процесс движения ветра, муссонов и бризов; смещение тектонических земных плит; процессы, которые приводят к свободному газообразованию.
Все чаще явление конвекции реализуется в современных бытовых приборах, в частности в духовых шкафах. Газовый шкаф с конвекцией позволяет готовить разные блюда одновременно на отдельных уровнях при различной температуре. При этом полностью исключается смешение вкусов и запахов. Нагрев воздуха в традиционном духовом шкафу основывается на работе единственной горелки, что приводит к неравномерному распределению тепла. За счет целенаправленного перемещения горячих потоков воздуха при помощи специализированного вентилятора блюда в конвекционном духовом шкафу получаются более сочными, лучше пропекаются. Такие устройства быстрее нагреваются, что позволяет уменьшить время, требуемое на приготовление пищи.
Примеры конвенции в природе и технике
1. Ветры. Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба.
Конвекцией объясняются, например, ветры бризы, возникающие на берегах морей. В летние дни суша нагревается солнцем быстрее, чем вода, поэтому и воздух над сушей нагревается
2. Тяга. Мы знаем, что без притока свежего воздуха горение топлива невозможно. Если в топку, в печь, в трубу самовара не будет поступать воздух, то горение топлива прекратится. Обычно используют естественный приток воздуха — тягу
Чем выше труба, сооруженная над топкой, тем больше разница давлений наружного воздуха и воздуха в трубе. Поэтому тяга усиливается при увеличении высоты трубы.
3. Центральное водяное отопление. Во многих современных больших зданиях устраивают водяное отопление.
В подвальном этаже здания устанавливают котел 1 (рис. 191), в нем нагревается вода. От верхней части котла главная труба 2 идет на чердак, где она соединяется с расширительным баком 3. Расширительным он называется потому, что в него поступает избыточный объем воды, образующийся при расширении ее от нагревания. От расширительного бака по чердаку проводят систему распределительных труб 4, от которых отходят вниз вертикальные трубы 5, проходящие через комнаты здания. Из этих труб вода поступает в отопительные батареи б, составленные из чугунных труб и устанавливаемые обычно под окнами.
Горячая вода нагревает трубы батарей, отдавая им часть своей энергии. От труб энергия передается воздуху комнаты. Сама вода, становится холоднее и по системе нижних отводных труб 7, расположенных в подвале, поступает в котел, где снова нагревается, поднимается на чердак, опять попадает в батареи, отдает им энергию и т. д. Такое движение воды в системе центрального отопления и, следовательно, перенос энергии от котла к батареям происходит все время, пока нагревается котел, и осуществляется оно благодаря конвекции.
В больших зданиях создают искусственную (принудительную) циркуляцию воды при помощи насоса, который непрерывно гонит воду в нужном направлении.
В системах отопления, применяемых в городах и некоторых рабочих поселках, горячую воду получают не от собственного котла, а от тепловых электростанций (ТЭЦ), доставляющих горячую воду нескольким жилым кварталам и даже целым районам города.
Из наших жилых помещений даже при хорошей теплоизоляции энергия передается наружу. Поэтому зимой приходится непрерывно обогревать помещение, чтобы поддерживать в нем постоянную температуру.
Упражнения.
1. Расскажите, как образуется ветер, тяга. 2. Как осуществляется перенос энергии от котла к батареям в системе центрального отопления? 3. Почему подвал — самое холодное место в доме? 4. Почему форточки для проветривания комнат помещают в верхней части окна?
Реферат по физике на тему: Конвекция читать
Главная>Рефераты по химии
Конвекция
Это способность переносить тепло потоками вещества. Данное явление существует как в жидкостях, так и в газах и в сыпучей среде. Конвекция бывает естественной, что подразумевает самопроизвольное возникновение при неравномерной тепловой нагрузке. Нижние частицы нагреваясь и облегчаясь движутся вверх, а верхние наоборот, формируется процесс перемешивания, который повторяется вновь и вновь. При выполнении некоторых условий самоперемешивание превращается в структурные вихри с условно правильной решеткой в виде конвекционных ячеек. Конвекция подразделяется на: турбулентная и ламинарная.
Примерами конвекции в природе являются облака и их формирование. Движение тектонических плит и гранулирование на Солнце — это тоже естественная конвекция в природе. Искусственная конвекция связана с перемещением частиц, вызванным принудительными действиями извне. Принудительная конвекция применяется, если эффекта естественной недостаточно. К примеру, движение лопастей вентиляционных приборов, работа насосного оборудования, перемещивание веществ венчиком и т.п.
По причине возникновения конвекция подразделяется на: стрессовую, гравитационную, термокапиллярную, магнитную и термодинамическую. Наиболее популярно распространение конвекции в жидких и газообразных средах описал Буссинеск. К примеру, под капиллярной конвекцией следует понимать явление в жидкой среде, когда на ее свободную поверхность оказывают влияние перепады напряжения, скажем, изменение температуры воды. При этом интенсивность термокапиллярной конвекции мала и в обычной жизни признается несущественной. Но в космическом пространстве благодаря данному виду конвекции в сосудах возникают движения.
В природе естественная конвекция бывает в нижних слоях Земли, в ее недрах, в пучине океана. Воздействие при этом обусловлено архимедовой силой, когда различие в плотности нагретого и холодного веществ заставляет перемещаться их частицы в направлении, противоположном действию силы тяжести. Результатом такого движения является то, что постепенно температура вещества выравнивается. Если тепло подведено стационарно, то конвекционные потоки также будут стационарными. А интенсивность их всегда обусловлена температурным различием в слоях.
см. также:
Все рефераты по физике
Виды теплопередачи – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)
- Руководитель: Гурьянова Галина Александровна
Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.
Техника безопасности по теме «Тепловые явления»
- Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
- До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
- Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
- Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
- Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
- Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
- При выполнение опытов нельзя пользоваться разбитой стеклянной посудой или посудой с трещинами.
- Стеклянные колбы при нагревании нужно ставить на асбестовые сетки. Воду можно нагревать до 60–70°С.
- Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку с совком.
- Нельзя оставлять без присмотра нагревательные приборы.
- Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
- Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.
- Берегите оборудование и используйте его по назначению.
- При получении травмы обратитесь к учителю.
Введение
В своей работе по теме «Виды теплопередачи» я проведу и объясню три эксперимента, описанные в учебнике Перышкина А.В. Физика. 8класс.
Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.
Выдвигаемая гипотеза: внутреннюю энергию тел можно изменять путем теплопередачи. Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Опыт № 1. Теплопроводность
На примере этого опыта я хотел показать действие теплопроводности наглядно. При нормальных условиях тепло должно передаваться равномерно вследствие колебательных движений частиц.
К металлической линейке с помощью воска я прикрепил несколько кнопок. Закрепив линейку в штативе, я начал нагревать один конец линейки с помощью спиртовки. Линейка начала постепенно нагреваться, это можно доказать тем, что воск начал таять постепенно и кнопки поочерёдно начали отпадать.
Вывод из опыта № 1
Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура в следующей части линейки. При теплопроводности не происходит переноса самого вещества. Теплопроводность металла хорошая, у жидкостей невелика, у газов еще меньше.
Применения теплопроводности
- Теплопроводность используется при плавлении металлов.
- В электронике используют настолько плотное расположение плат, что теплоноситель проникает туда с трудом. Поэтому приходится тепло от электронных чипов отводить теплопроводностью.
- Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. В кухонной посуде ручки чайников и кастрюль обычно делают деревянными или пластмассовыми в связи с тем, что у дерева и пластмассы плохая теплопроводность.
- Поверхность утюга, которой гладят металлическая, чтобы хорошо прогревалась, а вся остальная часть утюга пластмассовая, чтобы не обжечься.
- Плохую теплопроводность газов в основном используют, как теплоизоляцию, чтобы предохранять помещения от замерзания.
- Плохая теплопроводность газов используется в окнах. Между двумя стёклами в окне находится воздух, поэтому воздух долгое время сохраняет тепло.
- Термос работает по такому же принципу, что и окно. Между внутренними стенками и внешними находится воздух, и тепло очень медленно уходит.
- Теплопроводность газов используется во многих строительных материалах, например, в кирпичах. В кирпиче находятся отверстия не просто так, а для сохранения тепла. Стены состоят из двух слоёв, между которыми находится воздух, это сделано для сохранения тепла.
- Дома в зонах вечной мерзлоты строят на сваях.
- Тонкой полиэтиленовой плёнкой можно защищать растения от холода, потому что полиэтилен – плохой проводник тепла.
- Материалы, не пропускающие тепло, используются при космических полётах, чтобы пилоты не замерзали.
- Горячие предметы лучше брать сухой тряпкой, нежели мокрой, потому что воздух хуже проводит тепло, чем вода.
Теплопроводность в природе
У многих не перелётных птиц температура лапок и тела может различаться до 30 °С. Это связано с тем, что им приходится ходить по холодной земле или по снегу, чтобы не замёрзнуть, низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу.
Образование ветра это тоже теплопроводность. Зарождаются ветра обычно около водоёмов. Днём суша нагревается быстрее чем вода, то есть над водой воздух более холодный, следовательно, его давление выше, чем у воздуха, который над сушей, и ветер начинает дуть в сторону суши. Ночью же суша остывает быстрее, чем над водой, и воздух над ней становится холоднее, чем тот, что над водой и ветер дует в сторону воды.
Мех животных обладает плохой теплопроводностью, что защищает их от перегрева и замерзания.
Снег, будучи плохим проводником тепла, предохраняет озимые посевы от вымерзания.
Внешняя температура тела у человека держится постоянной благодаря теплопроводности и её свойству, согласно которому, при взаимодействии микрочастиц они передают друг другу тепло.
Интересные факты о теплопроводности
Самую большую теплопроводность имеет алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше чем у меди. Если алмазную ложечку опустить в горячий чай, то вы сразу обожжётесь из-за того, что тепло дошло до конца ложки.
Теплопроводность стекла настолько мала, что вы можете взять стеклянную палочку, раскаленную посередине, за концы, и при этом даже не почувствовать тепла.
Итальянские учёные изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Лето в ней не буде жарко, а зимой – холодно. Это связано с тем, что она сшита из специального материала, не пропускающего тепло.
Опыт № 2. Излучение
В этом опыте я хотел показать способ передачи тепла без взаимодействия двух тел. Тепло должно передаваться приёмнику, а тот в свою очередь пускать его через трубку в жидкостный манометр. Вследствие нагрева воздуха в колене соединённом с жидкостным манометром, жидкость должна опуститься.
Я соединил колено жидкостного манометра с теплоприемником. Зажёг спиртовку и поднёс к ней теплоприёмник светлой стороной, но на определённое расстояние. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, немного уменьшилась. Выровняв количество жидкости в манометре, я снова поднёс теплоприемник к источнику тепла, но уже тёмной стороной. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, уменьшилась, но значительно сильнее и быстрее. Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился, стал давить на жидкость в колене манометра.
Вывод из опыта № 2
Энергия передавалась не теплопроводностью. Между нагретым телом и теплоприемником находился воздух – плохой проводник тепла. Следовательно, в данном случае передача энергии происходит путем излучения.
Передача тепла излучением отличается от других видов теплопередачи. Она может осуществляться даже в полном вакууме.
Важным и отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит, что если поместить тело в теплоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии. Часть тепла полученного излучением поглощается, а часть отражается.
Применения излучения
Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется на практике. Так, поверхность воздушных шаров, крылья самолетов красят в серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем.
Лучевой нагрев помещения специальными инфракрасными радиаторами. Такой нагрев более эффективный, чем нагрев конвекцией, так как лучи свободно проходят сквозь воздух.
Излучение используют на космических аппаратах. Так как там нет воздуха, не получится по-другому передать тепло.
Если находиться рядом с лампой накаливания можно почувствовать тепло исходящее от неё.
Солнечные батареи работают по принципу излучения. Солнце испускает мощные тепловые лучи. Солнечные батареи принимают тепловые лучи и перерабатывают их в энергию. Такие батареи хорошие приёмники для солнечных лучей, потому что их поверхность тёмного цвета, и они хорошо нагреваются. Такие батареи используются на космических станциях и спутниках.
От компьютеров и мобильных телефонов тоже исходит тепловые лучи.
Приборы ночного видения. Такие приборы сделаны из материалов способных превращать тепловые излучения в видимые. Такие приборы используются для съёмки в абсолютной темноте. Они способны улавливать различные участки, температура которых различается на сотые доли градуса.
Интересные факты
Чем более тёмное тело, тем лучше оно поглощает тепло. Зеркальные поверхности отражают тепло полученное излучением. Абсолютно черное тело – физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах.
Когда объект нагревается до высокой температуры, он начинает светиться красным цветом. В процессе дальнейшего нагревания объекта, цвет его излучения меняется, проходя через оранжевый, желтый, и дальше по спектру, чем горячее — тем меньше длина волны излучения.
Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, то часть его отражается, а часть ими поглощается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.
Змеи отлично воспринимают тепловое излучение, но не глазами, а кожей. Поэтому и в полной темноте они способны обнаружить теплокровную жертву. Гремучие змеи и сибирские щитомордники реагируют на изменения температуры до тысячной доли градуса.
80 процентов тепла тела излучается головой человека.
Если бы не свойства излучения, то земля бы замёрзла. Так как земля постоянно излучает тепловые лучи в бесконечное пространство.
Глаза таракана чувствуют колебания температуры в сотую долю градуса.
На каждый квадратный метр земной поверхности попадает около 1 кВт тепловой энергии Солнца, что достаточно, чтобы вскипятить чайник за считанные минуты.
Опыт № 3. Конвекция
Рассмотрю явление передачи тепла с помощью конвекции. Этим опытом я хочу показать, как действует конвекция. Если опыт пройдёт успешно, то тепло должно передаваться снизу вверх.
Я налил холодную воду в колбу и добавил туда марганцовокислого калия для того, чтобы видно было процесс нагрева. Зажег спиртовку и начал подогревать колбу. Видно, как струи подкрашенной воды поднимаются вверх. Нагретые слои жидкости – менее плотные и поэтому более легкие – вытесняются более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается.
Вывод из опыта № 3
При конвекции энергия переносится самими струями жидкости или газа. При конвекции происходит перенос вещества в пространстве. Для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу. Конвекция в твердых телах происходить не может.
Конвекция бывает двух видов: естественная – нагревание жидкости или газа и его самостоятельное движение; принудительная – смешивание жидкостей или газов с помощью насосов или вентиляторов.
Применение конвекции
Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. Далее тепло от дна кастрюли поступает в воду и распространяется по всему объему воды путем конвекции.
Конвекция используется в конвекционных печах или микроволновках. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон.
В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным.
Батареи отопления в жилых помещениях располагаются снизу, а не сверху, потому что тёплый воздух поднимается вверх и помещение прогревается везде одинаково, если бы батареи располагались у потолка, то помещение бы не нагревалось вовсе.
Батареи располагаются именно под окнами, потому что горячий воздух поднимается и распространяется по комнате, а сам уступает место холодному воздуху, поступающему из окна.
Конвекция используется в двигателях внутреннего сгорания. Если воздух не будет поступать в камеру сгорания, то горение прекратится. Из-за горения воздух там расширяется, давление уменьшается и холодный воздух поступает внутрь. К двигателю внутреннего сгорания обязательно должен поступать воздух.
Одним из средств повышения температуры участка почвы и припочвенного воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Участок почвы покрывают стеклянными рамами или прозрачными пленками. Стекло хорошо пропускает видимое солнечное излучение, которое, попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли. Кроме того, стекло препятствует движению тёплого воздуха вверх, то есть осуществлению конвекции. Таким образом, теплица является ловушкой энергии.
Вентилятор фена прогоняет воздух через трубу с тонкой длинной нагревательной спиралью. Спираль нагревается проходящим по ней электрическим током. Далее происходит передача тепла от разогретой спирали окружающему её воздуху. Здесь используется явление принудительной вентиляции воздуха и явление теплопередачи.
Конвекция в природе
Конвекция участвует в образовании ветра. Если бы работала только теплопроводность, то ветров бы почти не было, но благодаря конвекции теплый воздух поднимается над сушей и уступая холодному воздуху.
Благодаря конвекции появляются облака и тучи. Так как вода испаряется, конвекция подгоняет пар высоко вверх, и там образуются облака под воздействием холодного воздуха и низкого давления.
Конвекция участвует в возникновении волн. Волны появляются благодаря ветру, а ветер в свою очередь благодаря конвекции и теплопередачи, следовательно, без конвекции волн не могло бы быть.
Стекло начинает замерзать снизу раньше, чем сверху. Это происходит потому, что холодный воздух более плотный и опускается вниз и тем самым замораживает поверхность стекла.
Листья осины дрожат даже в безветренную погоду. У листьев осины длинные, тонкие и сплющенные черенки, имеющие очень малую изгибную жесткость, поэтому листья осины чувствительны к любым, незначительным потокам воздуха. Даже в безветренную погоду, особенно в жару, над землей имеются вертикальные конвекционные потоки. Они и заставляют дрожать осину.
Интересные факты
В сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.
Выводы из проделанных опытов
Если изменение внутренней энергии происходит путем теплопередачи, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией или излучением. Когда температуры тел выравниваются, теплопередача прекращается.
Презентация на тему: КОНВЕКЦИЯ
Выполнила студентка очного отделения 2 курса 26 группы Уткина Н.С.
Конвее́кция(от лат. conve ctiō — «перенесение») — вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками.
Это перенос теплоты в
жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества.
Существуют различные виды К. в зависимости от причин, её порождающих; наиболее распространённые — свободная, вынужденная и капиллярная К.
Свободная (естественная) К. возникает под действием архимедовых сил в поле силы тяжести, если имеют место неоднородности плотности в отдельных местах среды, которые возникают в результате наличия в жидкости или газе разницы температур или концентраций примеси. Примером свободной К. является движение воздуха в помещении при наличии отопительного прибора (радиатора или печи). При увеличении температуры плотность газов уменьшается и нагретый воздух всплывает наверх, а его
место занимает более холодный воздух, опускающийся вниз в др. части помещения. В результате в помещении развивается вихревое движение воздуха. Свободная К. играет важную роль как в технике, так и в природе, она определяет вертикальные перемещения воздушных масс в атмосфере и водяных масс в морях и океанах.
Вынужденная К. вызывается внешним
механическим воздействием на среду. Примерами вынужденной К. являются движение воздуха в помещении под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под действием гидронасоса и др. При движении тела в покоящейся среде относительное движение среды в системе координат, связанной с телом, также представляет собой частный случай вынужденной К.
Физические процессы, происходящие при вынужденной К., связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в аэродинамических трубах, где воспроизводится обтекание неподвижных моделей потоком воздуха.
Капиллярная К. возникает в объёмах жидкости со свободной поверхностью при существовании вдоль такой поверхности перепадов поверхностного натяжения. Наибольшей распространённой причиной появления таких перепадов является изменение температуры вдоль свободной поверхности (термокапиллярная К.), другая возможная причина — присутствие в жидкости поверхностно-активной примеси с изменяющейся концентрацией. Интенсивность капиллярной К. довольно мала. В обычных условиях она, как правило, не является существенной на фоне вынужденной или свободной . Однако в космической технике, в условиях свободного полёта за пределами атмосферы, когда интенсивность свободной К. становится весьма незначительной из-за невесомости, именно благодаря капиллярной К. в сосудах
с жидкостью могут возникать слабые конвек-тивные движения, которые (как и свободноконвективные движения, порождаемые микрогравитацией) существенно затрудняют практическую реализацию условий невесомости.
Конвекция в природе и технике:
работа обычной батареи отопления;
тяга в печи;
отопление дома;
образование облаков;
образование ветра, бриза и муссонов;
движение тектонических плит;
процессы горообразования;
процесс дымообразования из труб и кратеров вулканов;
процесс охлаждения продуктов в холодильнике;
Особенности естественной
конвекции :
возникает в жидкостях и газах,
невозможна в твердых телах и вакууме;
само вещество переносится;
нагревать вещества нужно снизу.
В условиях невесомости естественная К. невозможна.
Механизм конвекции в газах
Теплый воздух имеет
меньшую плотность и
со стороны
холодного воздуха
на него действует
сила Архимеда,
направленная
вертикально вверх.
Механизм конвекции в жидкостях
А – жидкость
нагревается
| и вследствие |
| уменьшения |
| ее плотности, |
| движется вверх. |
В – нагретая жидкостьподнимается вверх.
С – на место
поднявшейсяжидкости приходитхолодная,
процесс повторяется.
В результате
конвекции
в атмосфере
образуются
ветры у моря
—
это дневные
и ночные бризы.
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:КОНВЕКЦИЯ В ПРИРОДЕ СРОЧНО!СРОЧНО!
ГостьКонвекция — это физические процессы перемещения по вертикали в подвижной среде (жидкости, газе, плазме) , вызванные силами плавучести. Если появляется в подвижной среде объём, имеющий меньшую плотность, то он становится \»легче\» окружающей среды и начинает подниматься вверх, а при этом более плотные и тяжёлые объёмы начинают опускаться вниз, т. е. начинается вертикальная циркуляция и соответствующие потоки в этой подвижной среде.
Этот процесс наблюдается и проявляется в совершенно различных вариантах и средах.
Его можно проиллюстрировать массой примеров.
1. В чайнике (кастрюле, баке….) , когда его нагревают снизу, начинаются циркуляционные вертикальные конвективные токи — по центру, над точкой нагрева \»всплывают\» вверх более тёплые и нагретые массы воды, а по краям — оседают более холодные вниз.
2. В атмосфере в результате либо нагрева подстилающей поверхности (термическая конвекция) либо из за прихода на тёплую поверхность холодного воздуха (динамическая конвекция) начинаются мощные вертикальные движения, в результате которых поднимающиеся вверх воздушные массы охлаждаются за счёт расширения, конденсируются и формируют мощные конвективные облака (см. фото и вид с экрана метеолокатора) . Эти облака являются причиной мощнейших явлений природы — ливней, гроз, града и шквалов. Поэтому за этими облаками следят метеорологи по данным метеолокаторов и спутников и предупреждают о них. Недавно под Донецком диспетчеры не предупредили экипаж ТУ-154 о сверхмощном грозовом облаке, которое им встретилось на пути и самолёт, попав в верхней части облака в сильнейшую турбулентность, потерял управление, перешёл в штопор и разбился. Всё это следствие именно конвекции.
3. На Солнце перегретые массы плазмы изнутри светила вырываются иногда вверх из-за конвекции, поднимаясь вверх, по инерции \»вылетают\» на тысячи километров над поверхностью Солнца (протуберанцы) , а затем, охладившись, падают снова вниз. А поскольку их температура так высока, что их светимость смещена в коротковолновую часть спектра, то в видимой части спектра такие области дают меньшую яркость, почему их и называют \»тёмными пятнами\» на Солнце. И это также следствие конвекции, но в плазме, из которой состоит Солнце.
Конвекция | Климатическое управление Северной Каролины
Конвекция — это передача тепла посредством движения жидкостей и газов.
Почему меня это волнует? Конвекция иногда является причиной образования гроз, и эти грозы летом могут стать причиной значительного количества дождя для производителей. Конвекция также способствует охлаждению ветром, что может подвергнуть опасности людей, работающих на улице в холодные и ветреные дни.
Я уже должен быть знаком с : Температура
Рисунок A.Термическое формование и подъем. (Изображение из Университета Северного Вермонта)
Конвекция — это передача тепла от более теплой области к более холодной путем перемещения теплой жидкости или газа из нагретой области в неотапливаемую. В кипящей воде горячая вода на дне кастрюли поднимается на поверхность, что приводит к появлению пузырьков нагретой воды, а иногда и пара, видимых на поверхности. В метеорологии конвекция часто ассоциируется с поднимающимся воздухом и облаками, а иногда и с грозами. Поднимающийся воздух охлаждается при понижении давления и может достигать точки, в которой водяной пар в воздухе конденсируется и образует облака.Эти восходящие столбы воздуха называют «термиками». Кучевые облака в хорошую погоду часто образуются на вершине этих восходящих столбов воздуха. Грозы могут иногда образовываться там, где много водяного пара и тепла. Возможно, вы слышали, как метеоролог по телевизору упоминал дневную конвекцию, приводящую к грозам в жаркие летние дни.
Рисунок B. Воздух поднимается и опускается рядом с обогревателем.
Конвекция не ограничивается только метеорологией. Фактически, многие из наших повседневных действий связаны с конвекцией или наблюдают за ней.Например, если вы пьете кофе (или любой другой горячий напиток), вы можете заметить, что от горячего напитка поднимается пар. В этом случае мы можем заметно наблюдать конвекцию, поскольку пар передает тепло воздуху. Другой пример — обогреватель зимой. Обогреватель испускает теплый воздух, который поднимается вверх в комнату (Рисунок B). Теплый воздух в конечном итоге остынет и опустится на дно комнаты, прежде чем снова попадет в обогреватель. Со временем этот процесс будет нагревать и перемешивать воздух, пока нагреватель остается включенным.
Как это относится к сельскому хозяйству?
Рис. C: Табак дымовой сушки (Изображение от Бриджит Ласситер)
Конвекция отвечает за многие естественные процессы, которые мы наблюдаем в природе каждый день. Например, конвекция может влиять на слои тумана, которые часто наблюдаются прохладным осенним утром, когда воздух у поверхности теплее, чем атмосферный воздух выше. Дым, поднимающийся от огня, также может указывать на токи проводимости, возникающие при подъеме нагретого воздуха.Кроме того, старые табачные амбары дымовой сушки работали по принципу конвекции, когда нагретый воздух из дна поднимался через воздух, чтобы высушить висевший табак (рис. C). Конвекция воздуха также является фактором охлаждения теплых тел зимой, когда холодный воздух соприкасается с кожей и тепло отводится, что может привести к переохлаждению и обморожению при сильном холоде ветром.
Хотите узнать больше? Проводимость, излучение
Ссылки на национальные стандарты естественнонаучного образования:
Естественные науки в 5-м классе: 5.P.3.1: Объясните эффекты передачи тепла (при прямом контакте или на расстоянии) между объектами при разных температурах. (проводимость, конвекция или излучение).
Естественные науки седьмого класса: 7.E.1.5: Объяснить влияние конвекции, глобальных ветров и струйного течения на погодные и климатические условия.
Науки о Земле: EEn.1.1.4: Объясните, как поступающая солнечная энергия делает возможной жизнь на Земле. (extension)
Physical Science: PSc.3.1.1: Объяснение тепловой энергии и ее передачи.
Действия, сопровождающие приведенную выше информацию:
Мероприятие: Конвекция — моделирование движения воздуха (ссылка на исходное задание).
Инструкции по настройке для учителя
Задание для учащихся: документ в формате PDF, документ Word
Описание: В этом упражнении показано, как токи проходят через воду с использованием пищевого красителя и горячей и холодной воды. Это имитирует, как воздух может действовать как жидкость. Студенты полностью поймут процесс конвекции и то, как в этом процессе передается тепло.
Связь с темами: Конвекция, Общая циркуляция атмосферы, Циркуляция океана
Действие: Несоответствующее событие конвекции
Описание: Это упражнение демонстрирует конвекцию и потенциально водяные течения. проводиться перед студентами, чтобы студенты думали о том, что происходит во время этого задания. Вначале задание не полностью объясняется учащимся, а вместо этого помещается перед ними, чтобы создать мысль.Эта деятельность может быть открытием для передачи тепла посредством конвекции.
Связь с темами: Конвекция, Круговорот океана
Активность: Energy Webquest
Деятельность учащихся: документ в формате PDF, документ Word
Описание: В этом упражнении студенты просматривают несколько веб-сайтов, их через слои атмосферы и передачи энергии в атмосфере.
Связь с темами: Структура атмосферы, проводимость, конвекция, излучение
.PPT — The Nature of Convection Презентация PowerPoint, скачать бесплатно
Project PRIZE The Nature of Convection Конни Уолкер, Национальная оптическая астрономическая обсерватория
Convection • Возможно, первое, что говорит большинство людей, это «повышение температуры «. Хотя это не неправильно, вы должны сказать «поднимается горячий воздух» или «поднимается горячая вода». • Любая жидкость — газ или жидкость — будет иметь тенденцию изменять плотность при изменении температуры.• Например, при нагревании плотность воздуха уменьшается. Окружающий воздух более прохладный и плотный. Это делает его тяжелее, поэтому он падает под горячий воздух, заставляя его подниматься вверх. Это конвекция.
Конвекция в помещениях • Радиаторы обогревают помещения в некоторых домах. Это плохое имя для них, потому что они излучают тепло в основном за счет конвекции! • Конвекторный обогреватель нагревает соприкасающийся с ним воздух. Он становится менее плотным и повышается. • Потолок заставляет этот воздух циркулировать, как показано на рисунке, нагревая воздух вокруг себя.• Наконец, когда воздух остынет, он опускается вниз, завершая цикл.
Конвекция в помещениях • Радиаторы обогревают помещения в некоторых домах. Это плохое имя для них, потому что они излучают тепло в основном за счет конвекции! • Конвекторный обогреватель нагревает соприкасающийся с ним воздух. Он становится менее плотным и повышается. • Потолок заставляет этот воздух циркулировать, как показано на рисунке, нагревая воздух вокруг себя. • Наконец, когда воздух остынет, он опускается вниз, завершая цикл.
Конвекция в помещениях • Радиаторы обогревают помещения в некоторых домах. Это плохое имя для них, потому что они излучают тепло в основном за счет конвекции! • Конвекторный обогреватель нагревает соприкасающийся с ним воздух. Он становится менее плотным и повышается. • Потолок заставляет этот воздух циркулировать, как показано на рисунке, нагревая воздух вокруг себя. • Наконец, когда воздух остынет, он опускается вниз, завершая цикл.
Конвекция в помещениях • Радиаторы обогревают помещения в некоторых домах.Это плохое имя для них, потому что они излучают тепло в основном за счет конвекции! • Конвекторный обогреватель нагревает соприкасающийся с ним воздух. Он становится менее плотным и повышается. • Потолок заставляет этот воздух циркулировать, как показано на рисунке, нагревая воздух вокруг себя. • Наконец, когда воздух остынет, он падает вниз, завершая цикл конвекционным «током»!
Конвекция повсюду • Конвекционные токи возникают везде, где жидкости нагреваются. Вот еще несколько примеров: Вода в чайниках Суп в кастрюлях Вода в баке с горячей водой • Конвекция возникает даже на солнце!
Конвекционные токи на Солнце
Облака и конвекция • Пирокучевые облака http: // www.youtube.com/watch?v=czYzu3OIjmY • Накопление кучевых облаков над пиками Сан-Франциско http://www.youtube.com/watch?v=WUkbd_omElE
Конвекция в нашей атмосфере и океанах • Синоптики показывают, как конвекция течения образуются при встрече теплых и холодных воздушных масс в атмосфере. • Конвекционные течения ответственны за течения теплой воды, возникающие в океанах. • Это упражнение очень красочно демонстрирует конвекционные потоки: • http: //wm.kusa.gannett.edgestreams.net/news/1142952694628-03-21-06-spangler-inversion.wmv
Конвекция в жидкости • Энергия может переноситься через жидкость (жидкость или газ) конвекционными токами .. • Температура вода возле пламени увеличивается. Эта вода расширяется, поэтому ее плотность меньше, чем у окружающей ее воды. Таким образом, вода с более высокой температурой «плавает» вверх, передавая энергию через жидкость.
Конвекция для пирога • Заполните форму для пирога на 1/2–3 / 4 водой из-под крана и выдавите примерно 2 столовые ложки мыла для рук.• Осторожно перемешайте мыло и воду; старайтесь не создавать пузыри. Размешивайте, пока мыло не смешается с раствором. • Чтобы легче было видеть конвекционные потоки и поток жидкости, затемните мыльный раствор, добавив несколько капель красителя. Жидкое мыло или шампунь для рук с жемчужным или металлическим оттенком и стеарат гликоля, дистеарат гликоля или стеарат глицерина. (Жидкое мыло Softsoap и Walgreen’s)
Конвекция в аквариуме • Добавьте несколько капель красного и синего пищевого красителя в аквариум с водой, который стоит на миске со льдом на одном конце и в миске горячая вода на другом.• Уже через несколько минут более теплая и, следовательно, менее плотная красная вода поднимается над более холодной и плотной голубой водой. • Это прекрасная иллюстрация того, что происходит, когда теплый фронт встречается с холодным.
Эксперименты с конвекцией Эксперименты с конвекционными токами в воде: http://www.youtube.com/watch?v=nD5NHjdxRlY Эксперимент с конвекционными токами в воздухе: http://www.youtube.com/watch?v=pivQmIR7nDw Лавовая трубка: http://www.youtube.com/watch?v=vQucpUWV1HM или http: // www.youtube.com/watch?v=vQucpUWV1HM Как сделать лавовую трубку: http://www.youtube.com/watch?v=GAJG8jh3SJA
Советы учителям • Определите, что конвекция является основным методом теплопередачи в жидкостях, как жидкостях, так и газах. • Попросите учащихся привести примеры того, где могут быть обнаружены конвекционные потоки и почему. • Если старшие ученики изучали тектонику плит, предложите им вспомнить конвекционные токи в мантии Земли.
Обзор конвекции • Конвекция возникает в газах и жидкостях.Горячие жидкости поднимаются, холодные жидкости падают. • Конвекционные токи возникают из-за потери тепла поднимающейся жидкостью, охлаждая ее. • Температура всей жидкости повысится в результате перемешивания, вызванного конвекционными токами.
КОНЕЦ (пока)
10 самых последних технологических инноваций
Какие технологические инновации являются самыми популярными на данный момент? Оказывается, некоторые из них будут довольно очевидными, а другие могут вас удивить.
В следующей статье мы собрали некоторые из наиболее интересных и потенциально революционных технологических инноваций, которые в настоящее время исследуются или разрабатываются.
СВЯЗАННЫЕ: 15 НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, КОТОРЫЕ СДЕЛАЮТ ВАШ 2020 ГОД НАМНОГО ИНТЕРЕСНОГО
Какие новейшие технологии появляются на нашем пути?
Вот некоторые из новейших технологий на 2019 год и последующие годы.Этот список далеко не исчерпывающий и в нем нет определенного порядка.
1. AI приближается к совершеннолетию!
В последние несколько лет ИИ стал объектом крупных финансовых вложений. По данным Forbes, 80% предприятий сейчас инвестируют в него или планируют расширить инвестиции в ИИ, если они уже инвестируют.
Этот приток денег привел к серьезным инновациям в области глубокого обучения. Многие технические эксперты считают, что при всем этом потоке денег ИИ действительно «вырастет» в ближайшие несколько лет.
2. Интернет со скоростью молнии
Стремление к более быстрому и быстрому подключению к Интернету действительно продвигает технологию вперед. Компании и частные пользователи постоянно требуют более быстрого реагирования, и отрасль реагирует на них.
С молниеносной скоростью интернета не за горами, это должно изменить многие аспекты нашей жизни. Если это будет достигнуто, это повысит эффективность сотрудников и предоставит надежные средства связи для компаний, которые полагаются на удаленных сотрудников.
Именно здесь 5G может изменить мир так же, как наш «обычный» Интернет несколько десятилетий назад. Если, конечно, это сначала не убьет нас всех.
3. Умные технологии, обогащающие жизнь, изменят дом
Источник: IE Все больше и больше людей в нашей жизни интегрируются с умными технологиями. Наши дома не исключение.
Спрос на все более совершенную интеллектуальную бытовую технику и домашние развлекательные системы меняет способ нашего общения.К лучшему или к худшему, сегодня это лишь верхушка айсберга.
Текущие тенденции, кажется, указывают на больший спрос на больший контроль над тем, как мы развлекаемся дома с помощью технологий. Одна из областей, за которой можно наблюдать, — это гибкие поверхности для просмотра.
Обещание возможности обходить любую среду до неузнаваемости изменит домашние развлечения и рекламу. Следите за этим пространством.
4. Очень скоро у нас могут появиться ловкие роботы
Компьютеры и роботы глупы.Действительно, очень тупой.
Если их рабочая среда изменится хотя бы незначительно за пределами заранее запрограммированной процедуры, и вся производственная линия может остановиться. Именно здесь повышение ловкости роботов открывает невероятные возможности для более гибкой автоматизации.
В то время как в будущем можно запрограммировать роботов, чтобы они понимали, как что-то улавливать, «глядя» на это, текущие исследования пытаются научить их делать это методом проб и ошибок.
Одним из примеров является проект под названием Dactyl, который научился переворачивать игрушку «пальцами».
5. Интерфейс мозг-компьютер почти здесь
Такие инновации, как Neuralink Илона Маска, могут в будущем сделать мышь и клавиатуру устаревшими. Работа в этой области продолжается быстрыми темпами и обещает позволить нам управлять компьютерами просто мысленно.
Мы позволим вам решить, будет ли это революционным для вашей работы и повседневной жизни.
6. Готовятся глотательные медицинские устройства
В настоящее время разрабатываются небольшие проглатываемые устройства, которые могут захватывать изображения кишечника без анестезии.Их можно использовать даже у младенцев и детей.
Когда эти маленькие медицинские устройства будут полностью разработаны, они произведут революцию в области диагностики и мониторинга некоторых очень серьезных заболеваний. Это будет невероятно мощным средством при таких заболеваниях, как рак и кишечные расстройства, такие как экологическая кишечная дисфункция.
7. Индивидуальные противораковые вакцины могут скоро стать реальностью.
Благодаря научным разработкам, таким как проект «Геном человека», персонализированные лекарства и вакцины могут появиться не за горами.Одним из интересных приложений для этого является возможность разработки индивидуальных противораковых вакцин.
Это может показаться немного надуманным, но есть надежда, что медицинские работники вскоре смогут обучить вашу иммунную систему распознавать и уничтожать раковые клетки. Если это будет достигнуто, рак останется в прошлом.
8. Хотите бургер без коров?
Источник: Impossible Foods Мясо — жизненно важная часть здорового питания, как нам говорят, но оно связано с небольшой проблемой — животное должно умереть.Идут разработки, чтобы обеспечить мир мясом без животных.
Будь то выращенные в лаборатории, напечатанные на 3D-принтере или растительные, альтернативы, обеспечивающие такую же питательную ценность, как и правильное мясо, вскоре могут стать реальностью. Это также предложит человечеству средство для резкого снижения нашего коллективного аппетита к влиянию мяса на планету.
9. Конец канализации приближается (надеюсь)
Идут вперед разработки «экологичных» туалетов, которые не нуждаются в подключении к канализационной системе и могут обрабатывать отходы на месте.Это не только будет революционным для городов будущего, но и принесет столь необходимую санитарию во многие части мира, которые в настоящее время лишены этой «роскоши».
Филантропы Билл Гейтс провел конкурс под названием «Изобрети туалет заново», чтобы найти для этого подходящие жизнеспособные прототипы. Многие материалы на самом деле довольно многообещающие, и когда-то самодостаточные системы метаболизма самоотходов принесут пользу человечеству и окружающей среде к лучшему.
10. GAN — генерирующие состязательные сети уже на подходе
GAN или генерирующие состязательные сети — одно из последних достижений в нейронных сетях, которое может стать будущим.Этот класс машинного обучения, изобретенный Яном Гудфеллоу, по сути настраивает две нейронные сети друг против друга для решения проблемы.
При заданном начальном условии две сети сражаются в игре с ненулевой суммой, чтобы найти решение чего-либо. Некоторые назвали их «самой крутой идеей в машинном обучении за последние двадцать лет».
Приложения для этой технологии включают создание искусственных изображений, моделирование вещей, улучшение компьютерных игр и многое другое.
Какие еще есть примеры технологических инноваций?
Помимо перечисленных выше десяти, есть еще несколько интересных технологических новинок. К ним относятся, помимо прочего, такие вещи, как (кредит MIT): —
— Трехмерная печать на металле
— Искусственные эмбрионы
— Сенсорные города (умные города)
— ИИ для всех
— Мгновенный иностранный языковой перевод
— Природный газ с нулевым выбросом углерода
— Генетическое предсказание
Какие новейшие технологии в компьютерных науках?
Согласно сайтам, например, университетам.com, некоторые из новейших технологических областей исследований включают, но не ограничиваются: —
— Аналитика больших данных
— Машинное обучение
— Облачные вычисления
— Компьютерное обучение
— Биоинформатика
— Лучше кибербезопасность
.PPT — Турбулентная конвекция в звездах Квинг Лам Чан Гонконгский университет науки и технологий Презентация PowerPoint
Турбулентная конвекция в звездах Квинг Лам Чан Гонконг Университет науки и технологий «Празднование дня рождения вклада Бернарда Джонса в наше понимание Вселенная »
Актуальность звездной конвекции Многие нерешенные проблемы и неопределенности в звездной астрофизике связаны с конвекцией.например эволюция массивных звезд, калибровка возраста скоплений … Метод длины смешения все еще широко используется.
Природа звездной конвекции и трудности • Сильная нелинейность — турбулентность • Глубокая стратификация — большие динамические диапазоны, например в случае Солнца: глубина зоны конвекции / микромасштаб Колмогорова ~ 10 12 время тепловой релаксации / время обращения вихрей ~ 10 6 лет / 10 мин ~ 10 11 (ограничение проблемы) скорость звука / скорость жидкости ~ 10 4 (неявный подход)
Два типа численных подходов • Численные эксперименты — для изучения принудительной релаксации принципов (i) Прямое численное моделирование (ii) Моделирование больших вихрей для релевантности Re >> 1 на основе «подобия» • Реалистичное моделирование — для соответствия наблюдениям
Пример численных экспериментов — проверка смешения Теория длины Горизонтальные разрезы на разной глубине поля вертикальной скорости и поля температуры для глубокой конвекции (8.5 высот шкалы давления) в коробке 6x6x1 Vz Нижний уровень Верхний уровень T Обновление (сетки 270x270x100) расчетов Chan & Sofia 1987 года (сетки 28x28x46)
Спектр турбулентности и сравнение с формулами MLT -5/3 линия ( V / CS) 2 T ”/ T Обновление (сетки 270x270x100) расчетов Chan & Sofia 1996 г. (сетки 69x69x100)
Пример реалистичного моделирования — солнечная грануляция Stein & Nordlund (1989) Обновление (6Mmx6Mmx2.2 мм, 174 x 174 x 86 сеток) расчетов Kim & Chan 1998 г. (сетки 1,2 x 1,2 x 1,5 мм, 58 x 58 x 60) <вертикальный разрез температурного поля <горизонтальный разрез температурного поля
Устранение микротурбулентности в формировании спектральных линий
Расширение на другие звезды Моделирование грануляции Проциона Робинсоном и др. 2005 29Mmx29Mmx16.3Mm 142x142x160 сетки Горизонтальный разрез вертикального поля скорости
Текущий интерес — вращающаяся конвекция Коробка 6x6x1 (сетки 378x378x80) на 22.5o широты Число Кориолиса = WL / V ~ 9 Широта Долгота
Более быстрое вращение — циклоны и антициклоны WL / V ~ 18 WL / V ~ 36
ОПЯТЬ, С ДНЕМ РОЖДЕНИЯ 00 0005000500050005 BERNARD 9000 Моделирование магнитной петли над активной областью • Nordlund (2003) • Конвективное покачивание создает корону в миллион градусов