Применение теплопередачи в быту: сообщение применение теплопередачи в быту и технике и примеры теплопередачи

Содержание

Виды теплопередачи в быту, их учет и использование

Основные виды теплопередачи в быту — это перераспределение температур путем нагрева, излучения или конвекции. Разные материалы имеют отличные друг от друга свойства. Хорошими проводниками являются все металлические изделия.

Классификация

Существуют основные виды теплопередачи в быту: теплопроводность (между твердыми телами), конвекция (имеет отношение к газовым средам), излучение (передача тепла бесконтактным способом). Теплопередача обозначает действие преобразования энергии внутри предмета без осуществления внешнего воздействия на него. Перенос тепла происходит благодаря внутренним процессам.

Виды теплопередачи в быту:

  • Перенос энергии от разогретой подошвы утюга к тканям.
  • Нагрев металлической вставки рукоятки ножа после опускания его кончика в кипящую воду.
  • Ручка металлического половника становится огненной, после опускания его в горячий суп.
  • Нагрев плафона освещения от лампы накаливания, размещенной внутри люстры.

Перечисленные процессы описывают только некоторые виды теплопередачи в быту. Нагрев воздуха от батареи является примером конвекции, когда энергия пассивно передается от твердого тела газообразному веществу. Этот процесс описывают взаимодействием молекул между собой.

Материалы

Рассматривать примеры теплопередачи в природе и быту проще всего на металлических предметах. Они обладают самыми высокими показателями теплопроводности. К таким относят медные стержни (штативы, проволоку, трубы, пружины), сталь и сплавы.

Доказательством теплопередачи является стеклянный термометр. Стальная ножка контактирует с ртутью, нагревается человеческим телом. Жидкое вещество начинает расширяться, что мы видим по встроенной шкале.

Пластмассы тоже хорошо передают тепло. Этот процесс мы наблюдаем в процессе зарядки смартфона, планшета или ноутбука. Задняя крышка всегда более тёплая. Там и происходит перераспределение внутренней энергии.

Изученные виды теплопередачи в природе, быту используются повсеместно.

В обычном чайнике тепло от металлического корпуса передается жидкости. А она в свою очередь нагревает ручку из пластмассового материала. Передача энергии в последнем случае осуществляется за счет пара.

Закономерности вокруг нас

Теплопередача в природе, технике, быту зависит от множества условий. Соприкасаемые друг с другом материалы передают энергию по-разному. Это мы можем увидеть на примере обычного окна. Между стеклянными поверхностями задуман промежуток из воздушной прослойки. Последняя слабо передает тепло.

Стеклянные поверхности быстро принимают и отдают энергию. Пористые материалы обладают практически нулевой теплопроводностью. Поэтому их используют для утепления фасадов зданий при строительстве.

Доказательством различной теплопроводности является одежда, сделанная из различных по свойствам тканей. Шерсть и другие ворсистые материалы плохо проводят тепло. А плащевка (синтетика) пропускает энергию моментально. Поэтому в изделиях из таких тканей холодно зимой.

Закономерности дома

По утрам наливая кружку горячего чая, какие мы можем увидеть виды теплопередачи? Их учёт и использование в быту будет выглядеть так:

  • Кружка горячего чая помещается в подстаканник из слабо проводящего тепло материала. Часто этот вариант используется проводниками в поездах.
  • Металлические кастрюли оборудуются крышками с ручками из пробкового дерева либо пластмассы. Последние материалы практически не нагреваются.
  • Ручки ножей, ложек, половников также оформляются пластиковыми вставками.
  • У газовых и электрических плит поверхность духового шкафа покрывается фольгированным материалом, способным отражать тепло. А между корпусом и нагревающимися элементами предусмотрены воздушные зазоры.

Для рационального потока воздуха в комнате форточки на окнах располагаются наверху. Тепло всегда поднимается, а холодный воздух с улицы помогает равномерно распределяться энергии в помещении. Когда мы открываем окно, мерзнут в первую очередь именно ноги. Эта неравномерность выравнивается за счет конвекции.

Отличия

Существуют свои особенности различных видов теплопередачи. У конвекции преимущественно перенос тепла происходит за счет смешивания газов. Молекулы передают энергию за счет соприкосновения. В конце процесса температура в замкнутом объеме выравнивается. После закрытия окна в комнате температура воздуха одинакова везде, если нет других источников тепла или холода.

Теплопередача зависит от вида материала. Так, сталь и медь после соприкосновения будут отличаться по температуре. Это объясняется различными свойствами передачи энергии. Нагретый металлический предмет не нагревает пробковый материал. Ложка в стакане чая раскаляется так, что невозможно ее взять в руки. Однако она может быть изготовлена из алюминиевого сплава, а он обладает низкой теплопроводностью.

Излучение наблюдают во всех вышеперечисленных примерах. За счет этого явления происходит незначительная потеря энергии. В бытовых приборах это явление наблюдается особенно сильно: в нагревателях, утюгах, паяльниках. Заметить лучи можно, поднося руку на расстоянии к поверхности нагрева. Ощущаться должно небольшое тепло — это происходит за счет инфракрасного излучения.

Излучение

Используются все виды теплопередачи в природе, быту, технике. Излучение инфракрасного спектра можно встретить в медицинских приборах. Оно положительно влияет на поверхность тела. Таким образом прогревают мышцы, суставы, внутренние органы.

В природе главным источником тепла являются солнечные лучи. Именно излучением согревается планета Земля. Все растения питаются этой энергией. Моря и океаны, воздух приходят в движение. Ветра образуются под влиянием инфракрасного спектра.

Излучение учитывают при производстве всех бытовых приборов, работающих от электрического тока. Телефонные мобильные аппараты греются постоянно. Именно поэтому не рекомендуется располагать смартфоны в области сердца.

Доказательства закономерностей опытами

Для проведения простого эксперимента потребуется медный провод небольшой длины. Оголяют два конца, один из которых берут в руку. Второй помещают над огнем или в кипящую воду.

Постепенно оба конца становятся горячими. Но в области изоляции провод можно спокойно удерживать. Это есть доказательство теплопроводности. Для опыта с конвекцией достаточно открыть окно. Предметы внизу будут более холодными, чем у потолка. После закрытия форточки температура тел сравняется.

Излучение можно ощутить от любого нагретого предмета. На расстоянии ощущается передача тепла. При таянии льда на расстоянии ощущается и холод. Невидимые лучи можно почувствовать рукой, если засунуть её в пространство морозилки холодильника.

Теплопроводность ощущается при работе стиральной машины. Достаточно потрогать крышку люка при нагреве воды. Воск на свече нужен для снижения теплоотдачи, чтобы она горела дольше.

Опыты с различными материалами

Доказательство теплопроводности можно получить путем нагрева стальной и серебряной ложек. Два металла имеют различные свойства передачи энергии.

На конец ручки каждой ложки нужно нанести воск. Далее нагревают оба предмета от одинакового источника тепла с другой стороны.

У стальной ложки воск растает гораздо раньше, что говорит о лучшей теплопроводности. Вместо воска можно взять кусочек замороженного сливочного масла или маргарина для опыта в домашних условиях.

Второй опыт доказывает зависимость теплопроводности от цвета материала. Потребуется темный и светлый чайники. Оба сосуда нагревают до кипения в них воды и засекают время остывания каждого.

По законам физики темный чайник остывает дольше. Это доказывает, что светлые материалы нагреваются меньше. Поэтому в жаркое время носят белые панамки. Ведь солнечные лучи притягиваются черной тканью.

В мороз же мы носим теплые шарфы, чтобы не произошло обледенение лица. Так, в шерстяной варежке рука абсолютно не мерзнет в морозилке. Это говорит о низкой теплопроводности материала.

Доклад на тему Виды теплопередачи в быту 8 класс

Передача тепла в бытовых условиях происходит тремя путями: за счет теплопроводности, излучения или конвекции. При теплопроводности энергия передается от более нагретой части к менее нагретой. Она характерна для твердых тел. Все металлические предметы имеют высокую теплопроводность. Поэтому ложка, вилка или нож, опущенный в горячую жидкость, постепенно прогреваются по всей длине. Именно из-за этого нельзя трогать руками без прихваток ручки металлической сковороды или кастрюли, которая стоит на огне. Они очень горячие, хотя подогревается непосредственно только дно посуды. Чтобы сделать ручки безопасными, их покрывают полимерными материалами, не способными проводить тепло.

За счет низкой теплопроводности человек не мерзнет в шерстяной одежде, шубах, куртках с синтепоном. Кирпичи, специальные утеплители (пенопласт, минеральная вата) защищают дома от промерзания, они плохо проводят тепло.

При конвекции тепло переносится потоками вещества, этот вид теплопередачи характерен для газов и жидкостей. Примером в быту служит холодильник. Хладагент перемещается по трубкам и охлаждает воздух, который в свою очередь понижает температуру помещенных в холодильник продуктов. В холодное время года батареи передают тепло воздуху, за счет которого обогревается помещение. При этом холодный воздух всегда опускается вниз, а теплый поднимается вверх. Обычный теплый или холодный ветер также является примером конвекции.

Тепло от огня (костер, печка, камин) передается греющемуся возле него человеку именно за счет конвекции. Тяга, образующаяся в дымоходе – это тоже пример конвекции. Теплый дым поднимается вверх, поскольку он легкий.

При излучении энергия передается за счет волн, чаще всего инфракрасного излучения. Так одежда темного цвета больше нагревается на солнце и в ней зимой теплее, а летом очень жарко и можно получить тепловой удар. Светлые поверхности отражают волны, поэтому они так сильно не нагреваются. В белой одежде летом не так жарко. Из-за этого свойства самолеты окрашивают в светлый цвет, иногда дома и крыши в жарких странах. Под действием излучения Солнца, проходящего сквозь стекло, нагреваются помещения.

Благодаря теплопередаче обустраивают теплицы, в том числе и маленькие для комнатных растений.

Излучение Солнца проникает сквозь пленку или банку, нагревает черный грунт, но теплый воздух не может покинуть теплицу. Вот и получается парниковый эффект. Теплопередача нашла широкое применение в быту.

8 класс

Виды теплопередачи в быту

Популярные темы сообщений

  • Творчество Софокла

    Древнегреческий драматург Софокл появился на свет в 496 году до н. э. в Колоне − предместье Афин. Его семья была состоятельной, и мальчик имел возможность получить хорошее образование.

  • Законы Хаммурапи

    Хаммурапи являлся правителем Вавилона. Это был очень умный и расчетливый человек, ведь он смог склонить к себе всю Месопотамию, все государства подчинялись ему. Правил великий деятель государства 42 года. За это время столицей и центром всей

  • Северный ледовитый океан

    Самым маленьким из всех имеющихся океанов земного шара, является Северный Ледовитый океан. Конечно, от других вод его отличает только то, что он расположен в суровом климатическом поясе. Это существенно влияет на температуру воды в океане,

Презентация «Применение видов теплопередачи в природе и быту»

Применение видов теплопередачи в природе, быту, технике

Ф изика 8 класс

Проверим домашнее задание

  • Какое самое главное отличие излучения

от других видов теплопередачи?

2. В какой среде возможна передача тепла

конвекцией, теплопроводностью, излучением?

Почему?

3. Почему в вакууме возможна передача

тепла только излучением?

4. Кроме красоты и требований гигиены, какие

другие есть ещё соображения, что холодильники

изнутри и снаружи красят в белый цвет?

5. Два одинаковых термометра выставлены на

солнце. Шарик одного из них закопчен.

Одинаковую ли температуру покажут

термометры?

6. Земля непрерывно излучает энергию в

космическое пространство. Почему же Земля

не замерзает?

7. Рассмотрите рисунок.

2

Какие виды теплопередачи

здесь присутствуют?

1

3

Образование бризов

Ветер – мощное

конвекционное движение

воздуха, возникающее

вследствие неодинакового

нагрева воздуха в жарком

поясе и в полярных областях

Теплоизоляция зданий

В строительстве зданий

Толщина различных материалов обеспечивающих равные теплоизоляционные характеристики

применяют

различные материалы,

обеспечивающие

теплоизоляцию.

Где целесообразнее

использовать кирпич,

дерево, бетон?

25 мм – пенополиуритан

35 мм – пенополистирол

50 мм – пробка

60 мм – минеральные плиты

140 мм – дерево

250 мм – пенобетон

500 мм – керамзитобетон

714 мм – кирпичная кладка

Тяга

Тяга – естественный

приток воздуха

необходимый для горения,

возникает при разности

давления наружного

воздуха и давления воздуха

в топке и трубе.

Чем больше разница

давлений, тем лучше

тяга.

Парники и теплицы

Ранней весной, чтобы

предохранить растения

от заморозков и ночного холода,

их закрывают тонкой

полиэтиленовой плёнкой.

На чём основан этот способ

защиты растений?

Парники и теплицы позволяют круглый год

создавать тепловой режим, необходимый

для роста и нормального развития растений

Калориметр и термос

Калориметр

школьный

лабораторный

состоит из двух

стаканов разного

диаметра.

Термос

предназначен для сохранения

температуры пищи

Терморегуляция организма животных

Для чего животные и птицы весной «линяют»?

Мех, пух, шерсть

Подкожный жир

животных

Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок?

Разработка урока физики для 8 класса по теме » Теплопередача в природе и технике»

    Наш урок посвящен защите учебных проектов. Мы повторим виды теплопередачи, познакомимся с проявлениями теплопроводности, конвекции, излучения в природе и технике.

Урок планируется как самостоятельная исследовательская деятельность учащихся. Перед проведением урока учитель предлагает тематику исследований:

·         1 группа. Явление теплопередачи в природе.. Пункт I и V.Роль излучения и конвекции в движении воздушных масс. Вынужденная конвекция.

·         2 группа. Явление теплопередачи в быту. Пункт II. Система отопления жилых помещений и методы сохранения в них тепла

  • 3 группа. Явление теплопередачи в технике. Пункт III и IV. Теплообмен в агротехнике. Термос

Объединение в группы. Прием «Картинки на соответствие»

Каждый ученик вытягивают по одной картинке. Перемещаясь по классу, находит другие картинки, объединенные общим понятием.

1 – теплопередача в природе: солнце, бриз, ветер, извержение вулкана, звезды

2 – теплопередача в быту: радиатор, печь, лампа накаливания, газовая плита, грелка

3 – теплопередача в технике: доменная печь, теплица, термос, торф, лесопосадка

(К) видеоролик «Теплопередача»

учитель: Для создания презентации предлагаю посмотреть видеоролик

(Г)  Проведение исследований

Далее учащиеся самостоятельно распределяют обязанности, осуществляют поиск и сбор информации, ее анализ и представление. Пользуясь учебником и другими источниками информации. (дифференциация по источникам)

 

Защита презентации

  Учитель: Для защиты презентации о примерах теплопередачи в природе давайте пригласим первую группу.

Выступление группы.

Представляют кластер и эксперименты.

Ветры. Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба. Конвекцией, например, объясняются бризы — ночные и дневные ветры, возникающие на берегах морей и больших озер.

(презентация «Бриз»)

  — Бриз возникает на границе суши и воды, так как вода и суша нагреваются и остывают по-разному. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кгоС, а песка 880 Дж/кгоС. По этому вода нагревается и остывает медленнее, чем песок в пять раз. Из-за этого днем над сушей образуется область низкого давления, а над морем – область высокого давления. Возникает движение воздушных масс из области высокого давления в область низкого давления, что и называется дневным бризом. Ночью все происходит наоборот.

— на столе стакан, в нем ложка. Наливая кипяток, учащиеся объясняют, что стакан остается целым, так как ложка забирает часть тепла (теплопроводность металлов высокая). И чтобы напиток быстрее остыл, ложечкой размешиваем (вынужденная конвекция).

Учитель: Большое спасибо первой группе, если у кого- нибудь возникли вопросы, то можете задавать.

 

Учитель: Для презентации примера теплопередачи в быту, приглашаем вторую группу.

(Г)  Выступление группы

  — (Плакат «Система отопления») нагревание и охлаждение жилых помещений основано на явлении конвекции. Так форточку или кондиционер целесообразно располагать наверху, чтобы осуществлялась конвекция. Обогревательные приборы располагают внизу. (систему отопления)

   — Вам предоставляем различные теплоизоляционные материалы – паклю, пенопласт, которые применяют в строительстве. Регулирование теплообмена является одной из основных задач в строительстве. Когда теплообмен является нежелательным, его стараются уменьшить. Для этого используют теплоизоляцию

 

 

Учитель: А об особенностях видов теплопередачи, встречающиеся в технике расскажут нам третья группа.

 Выступление группы

  — одним из средств повышения температуры участка почвы и воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Стекло, пленка пропускает видимое солнечное излучение, которое попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли. Также пленка (стекло) препятствует движению теплого воздуха вверх т.е. осуществление конвекции. Внутри теплиц температура выше, чем на незащищенном грунте, примерно на 10оС.

 

   — Разобранный термос, объясняют принцип действия и устройство термоса, обращают внимание на видах теплопередачи.

 

Дескрипторы:

·         Понимает физический смысл понятий

·         Определяет отличия и общее в понятиях

·         Приводит примеры применения теплопередачи в природе, быту и технике

·         Извлекает информацию из предложенной литературы, учебника, ресурсов интернета

·         Составляет кластер, презентацию

·         Соблюдает структуру защиты проектов

·         Использует предметную лексику и терминологию

 

Взаимооценивание  «Две звезды, одно пожелание» «устная обратная связь учителя»

·         Домашнее задание

1. Приведите два примера изделий швейной промышленности с малой теплопроводностью. Где они используются

2. Приведите примеры строительных материалов, которые являются теплоизоляторами.

 

КСП Примеры теплопередачи в природе и технике

Инструктаж по технике безопасности

Организационный момент: деление на группы с помощью карточек. (1,2,3,4.).

Создание позитивного настроя для работы на уроке: Прием «комплимент» учащиеся в группе говорят друг другу комплименты, желают удачи.

Постановка темы и цели урока, с использованием ключевых терминов записанных на доске (прием «Чистая доска» на доске написаны ключевые термины, которые будут изучаться на данном уроке).

Теплопередача

Бризы

Термос

Радиатор

I.Опрос домашнего задания.

Каждая группа получает карточку вопрос, обсуждает в группе, выбирают репортера, отвечают.

1.Что называется излучением? Приведите примеры

2.Что называется поглощением? Приведите примеры.

3.От чего зависит интенсивность излучения?

4.Какие тела являются лучшими поглотителями? Приведите примеры

Критерии оценивания:

Учащийся

1. знает определение излучения, поглощения, конвекции.

Обратная связь: Другие группы дополняют, исправляют, оценивают ответ товарищей. Учитель подводит итог и дает обратную связь. (за точный, развернутый ответ на вопрос смайлик)

II. Прием «ИНСЕРТ»

Новая тема.

Выполнение задания , по группам, материал в учебнике.

Уже знал V

Узнал новое +

Думал иначе

Есть вопросы ?

1. Читая, ученик делает пометки в тексте:

V – уже знал

+ — узнал новое

— -думал иначе

? – есть вопросы

2.Читая второй раз заполняет таблицу, систематизируя материал

3. Каждая группа составляет «тонкие» и «толстые» вопросы по пробелам в приеме «Инсерт» и задает другим группам.

Формативное оценивание:

Критерий

Дескриптор

Количество смайликов

2. Объясняет физический смысл видов теплопередач и приводит примеры теплопередачи в быту и технике.

-объясняет физ.смысл конвекции

— объясняет физ.смысл излучения

— объясняет физ. смысл

Теплопроводости

-приводит примеры


Физкультминутка: упражнения для улучшения мозгового кровообращения «наклоны головы»

Виды теплопроводности / Открытый урок

Цель урока: знание и понимание учащимися видов теплопередачи: теплопроводности, конвекции, излучения;

Задачи:

обучающие

  •  дать определения основных понятий, изучаемых в данной теме: теплопередачей, конвекцией, излучением;
  • установить зависимость теплопроводности от рода вещества
  • учить приводить примеры теплопередачи в природе и технике.

развивающие

  • продолжить развитие умения анализировать опыты и делать на их основе выводы, формирование умения работать в группах;
  • способствовать формированию навыков экспериментальной работы и развитию аналитического мышления учащихся
воспитательные
  • способствовать привитию культуры умственного труда, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу

Тип урока Урок изучения нового материала

Формы работы учащихся групповая работа, индивидуальная работа

Необходимое техническое оборудование мультимедийный проектор, компьютеры учащихся, перечень ЭОР, выход в Интернет

I. Актуализация знаний

Перед началом урока можно провести проверку выполнения домашнего задания. Вспомним ранее изученный материал:

Какую энергию называют внутренней энергией тела?

Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию?

Приведите примеры изменения внутренней энергии с помощью совершения работы.

Приведите примеры изменения внутренней энергии способом теплопередачи.

Объясните на основе молекулярного строения тела вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.

При этом все неточности должны фиксироваться, причем не столько учителем, сколько учениками, которые принимают активное участие в работе.

II. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

  1. Теплопроводность.
  2. Явление конвекции в жидкостях и газах.
  3. Излучение.

Учащиеся уже знают, что внутреннюю энергию можно изменить двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи. Изменение внутренней энергии посредством теплопередачи может производиться по- разному. Различают три вида теплопередачи:

Как вы думаете: что такое теплопроводность, конвекция, излучение, теплопередача? Выслушав ответы, объясняет новый материал.

Теплопроводность Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Сразу можно акцентировать внимание учащихся на физическом содержании процесса. У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие – плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

Конвекция

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

3. Излучение или лучистый теплообмен Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

III. Закрепление изученного материла

С целью закрепления изученного материла можно провести краткий опрос-беседу по следующим вопросам:

— Приведите примеры, какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность?

— Объясните, как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой.

— Почему конвекция невозможна в твердых телах?

— Приведите примеры, показывающие, что тела с темной поверхностью больше нагреваются излучением, чем со светлой. Отвечает на вопросы.

Выполнение контрольного задания.

Ученикам нужно решить тесты на компьютерах по теме теплопроводность и конвекция, используя ресурсы №4 и №5.

Домашнее задание. §4-6. Ответить на вопросы. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку доклады о применении теплопередачи в природе и технике. Примерными темами докладов могут быть: «Значение видов теплопередачи в авиации и при полетах в космос», «Виды теплопередачи в быту», «Теплопередача в атмосфере», «Учет и использование видов тепло – передачи в сельском хозяйстве» и др.

Рефлексия

Оцените свою работу за урок.

Если вы поняли материал, можете его рассказать и объяснить, то поставьте себе “5”.

Если материал поняли, но есть некоторые сомнения в том, что вы сможете его воспроизвести, то “4”.

Если материал усвоен слабо, то “3”.

Дополнительный материал.

С явлением конвекции связаны процессы горообразования. В первом приближении земной шар можно рассматривать как систему, состоящую из трех концентрических слоев. Внутри находится массивное ядро, состоящее в основном из металлов в виде очень плотной жидкой массы. Ядро окружают полужидкая мантия и литосфера. Самый верхний слой литосферы — земная кора. Литосфера состоит из отдельных плит, которые плавают на поверхности мантии. Вследствие неравномерного разогрева отдельных участков мантии, а также разной плотности горных пород в различных участках мантии в ней возникают конвективные потоки. Они вызывают перемещения литосферных плит, несущих континенты и ложа океанов.

Там, где плиты расходятся, возникают океанские впадины. В других местах, где плиты сталкиваются, образуются горные массивы. Скорость перемещения конвективных потоков в мантии очень мала. Соответственно и плит 2—З см в год. Однако геологические эпохи плиты могут перемещаться на сотни и тысячи километров.

Чем же вызвана столь большая теплопроводность металлов, которая в сотни и тысячи раз больше, чем у изоляторов? дело, очевидно, в структуре металлов, в особенностях металлической связи.

В самом деле, если бы теплопроводность металлов определялась только колебаниями частиц в узлах кристаллической решетки, то она бы не отличалась от теплопроводности изоляторов. Но в металлах есть еще множество свободных электронов

электронный газ, который и обеспечивает их высокую теплопроводность.

В участке металла с высокой температурой часть электронов приобретает большую кинетическую энергию. Так как масса электронов очень мала, то они легко проскакивают десятки промежутков между нонами. Говорят, что у электронов большая длина свободного пробега. Сталкиваясь с нонами, находящимися в более холодных слоях металла, электроны передают им избыток своей энергии, что приводит к повышению температуры этих слоев.

Чем больше длина свободного пробега электронов, тем больше теплопроводность. Именно поэтому у чистых металлов, где в кристаллической решетке дефектов относительно мало, теплопроводность велика, У сплавов, где дефектов решетки гораздо больше, длина свободного пробега меньше, соответственно меньше и теплопроводность.

 

Виды Теплопередачи ( Теплообмена )

Смотреть онлайн

Виды Теплопередачи ( Теплообмена ):

Презентация на тему Виды Теплопередачи ( Теплообмена ) к уроку по физике

Презентация «Виды Теплопередачи ( Теплообмена )» онлайн бесплатно на сайте электронных школьных учебников school-textbook.com

2 слайд

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

3 слайд

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ Это вид теплообмена, при котором происходит непосредственная передача энергии от частиц более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части. Само вещество не перемещается вдоль тела- переносится лишь энергия.

4 слайд

Механизм теплопроводности Амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки в точке А меньше, чем в точке В. Вследствие взаимодействия атомов друг с другом амплитуда колебаний атомов, находящихся рядом с точкой В, возрастает.

5 слайд

Теплопроводность веществ Металлы обладают хорошей теплопроводностью Меньшей — обладают жидкости Газы плохо проводят тепло

6 слайд

Хорошая теплопроводность металлов приносит пользу в быту.

7 слайд

Мех животных из-за плохой теплопроводности предохраняет их от охлаждения зимой и перегрева летом.

8 слайд

Снег предохраняет озимые посевы от вымерзания.

9 слайд

В быту используется плохая теплопроводность: ручки чайников, подносы, посуда из закаленного стекла.

10 слайд

КОНВЕКЦИЯ

11 слайд

КОНВЕКЦИЯ Это перенос тепла струями жидкости или газа. Конвекция в твердых телах и вакууме происходить не может

12 слайд

Механизм конвекции в газах Теплый воздух имеет меньшую плотность и со стороны холодного воздуха на него действует сила Архимеда, направленная вертикально вверх.

13 слайд

Механизм конвекции в жидкостях А – жидкость нагревается и вследствие уменьшения ее плотности, движется вверх. В – нагретая жидкость поднимается вверх. С – на место поднявшейся жидкости приходит холодная, процесс повторяется.

14 слайд

В результате конвекции в атмосфере образуются ветры у моря — это дневные и ночные бризы. КОНВЕКЦИЯ

15 слайд

охлаждается корпус космического корабля, обеспечивается водяное охлаждение двигателей внутреннего сгорания.

16 слайд

Солнце нагревает Землю, моря, океаны. Однако причиной такой теплопередачи не может быть ни теплопроводность, ни конвекция! Почему?

17 слайд

Как передаётся тепло от костра человеку, ведь теплопроводность воздуха мала, а конвекционные потоки направлены вверх?

18 слайд

передача энергии с помощью тепловых (инфракрасных) лучей.

19 слайд

Механизм излучения Нагретые тела излучают электромагнитные волны в различных диапазонах. Излучение может распространяться и в вакууме

20 слайд

Около 50% энергии излучаемой Солнцем является лучистой энергией , эта энергия — источник жизни на Земле.

21 слайд

Темные тела лучше поглощают излучение и быстрее нагреваются, чем светлые. Темные тела быстрее охлаждаются ИЗЛУЧЕНИЕ

22 слайд

В быту широко используют электрические обогреватели. ИЗЛУЧЕНИЕ

23 слайд

сушка и нагрев материалов, приборы ночного видения ( бинокли, оптические прицелы), создание системы самонаведения на цель снарядов и ракет. Применение в технике

24 слайд

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ КОНВЕКЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЕ

25 слайд

Придумайте опыт по рисунку. Объясните наблюдаемое явление. Какой из воробьёв изображён летом, а какой- зимой?

26 слайд

Где и почему именно там размещают батареи в помещениях?

27 слайд

Почему одному мальчику жарко, а другому нет?

28 слайд

Какой из чайников быстрее остынет?

29 слайд

Зачем самолёты красят серебряной краской?

30 слайд

Почему в одинаковых условиях металл на морозе кажется холоднее дерева и горячее – при нагреве? В какой обуви больше мёрзнут ноги зимой: в просторной или тесной? Объясните. t0C ρв 40С Почему водоёмы зимой не промерзают до дна? Попробуйте ответить, используя график изменения плотности воды с температурой. Зачем жители Средней Азии в жару носят ватные халаты и папахи? Деревянная ложка в стакане с горячей водой нагревается меньше, чем металлическая. Почему? В каком чайнике скорее нагреется вода: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь? (Чайники одинаковые)

31 слайд

Как образуются бризы? День Ночь Наблюдаются ли конвективные потоки у поверхности Луны? Марса? Что теплее: земля или воды океана? Днем? Ночью?

32 слайд

В какой одежде менее жарко летом: в белой или тёмной? Каким способом нагревается вода в ведре? А сами туристы? Как змея обнаруживает свою добычу?

33 слайд

Какие виды теплопередачи устраняет пробка? Вакуум? Зеркало? Зеркало Вакуум Пробка

Отзывы на school-textbook.com «Виды Теплопередачи ( Теплообмена )» (0)

Оставить отзыв

Что бы вы не тратили своё драгоценное время на просмотр фильма, который не понравился большой массе зрителей, мы создали рейтинг просмотра, по которому вы сами сможете решить смотреть вам данную картину или нет.

Рейтинг оценивается по 10 бальной шкале. Верхняя часть рейтинга (большими буквами) определяет рейтинг по версии «Кинопоиск», а в нижней части рейтинг по версии сайта «IMDB»

Пример: 8.45 — оценка, данные значения для каждой киноленты разные. (45767) — количество зрителей которые проголосовали за данный фильм.

По мнению пользователей оценки можно распределить по следующей шкале:

1.1-1.9 — ужаснее некуда, стыдно смотреть такое. 2.0-2.9 — ужас, не советую 3.0-3.9 — Не понравился большой части аудитории, смотреть не стоит так считают многие киноманы. 4.0-4.9 — Обычный фильм, как многие говорят, ничего нового, но все, же смотреть можно. 5.0-6.5 — Хороший фильм, можно посмотреть, большой части аудитории данная лента понравилась. 6.6-7,9 — Очень хороший фильм, стоит обязательно посмотреть. 8.0-10.0 — Шедевр, в обязательном порядке посмотрите, уж точно не пожелеете! Зачастую такие фильмы получают награды, и являются прорывом в киноиндустрии!

Примеры проводимости: основные типы

Проводимость — это движение тепла или электричества через материал без какого-либо заметного движения материала. Узнайте больше о проведении в реальной жизни и просмотрите несколько примеров проведения.

Простое определение проводимости

Электропроводность — это один из способов передачи тепла из одного места в другое. Проводимость возникает, когда энергия передается от одного атома или объекта к другому. Это происходит за счет тепла или электричества.Проводимость может происходить в жидких, газообразных или твердых объектах.

  • Для того, чтобы между двумя объектами проводилось взаимодействие, они должны касаться друг друга.
  • Для того, чтобы между атомами внутри одного и того же объекта возникла проводимость, они также должны соприкасаться (или почти соприкасаться).

Когда возникает проводимость, она не заставляет объект (ы) двигаться так, как это может воспринимать человек. Это связано с тем, что проводимость не вызывает смещения материалов.

Повседневные примеры тепла или теплопроводности

Теплопроводность и теплопроводность означают одно и то же.Когда молекулы нагреваются, они начинают вибрировать, что заставляет их передавать кинетическую энергию другим молекулам, с которыми они соприкасаются.

  • С помощью грелки можно согреть мышцы спины. По мере того, как подушка нагревается, она передает тепло той части вашего тела, с которой контактирует.
  • Тепло от горячей жидкости делает саму чашку горячей. Если вы возьмете чашку с горячим кофе, чаем или бульоном, она станет горячей, и ваши руки это почувствуют.
  • Если вам холодно, и кто-то держит вас, чтобы согреть, тепло передается от его тела к вашему.
  • Если вы оставите металлическую ложку в кастрюле, она станет горячей из-за кипящей воды внутри кастрюли.
  • Шоколадные конфеты в ваших руках со временем тают, поскольку тепло передается от вашей руки к шоколаду.
  • Во время глажки предмета одежды утюг горячий, и тепло передается одежде.
  • Если развести огонь в камине кочергой и оставить кочергу в огне, кочерга станет очень горячей.
  • В теплообменнике используется горячая жидкость для передачи тепла более холодной жидкости, при этом они не вступают в прямой контакт.
  • Если вы прикоснетесь к горячей плите, тепло перейдет к пальцу, и ваша кожа будет гореть.
  • Песок может проводить тепло. Вот почему прогулка по пляжу в жаркий летний день согреет ноги.
  • При ходьбе по горячему асфальту или бетону важно защитить лапы собаки. Они отводят тепло к ногам вашего питомца так же, как и к вашим.
  • Лампочки излучают тепло. Если вы дотронетесь до горящей лампочки, то получите ожог руки.

Есть много дополнительных примеров теплопроводности помимо перечисленных выше.

Электропроводность в повседневной жизни

Электропроводность возникает, когда электрически заряженные частицы движутся через какой-либо тип среды для производства электроэнергии.

  • Провода в вашем доме проводят электричество и позволяют свету загораться, когда вы щелкаете выключателем.
  • Когда вы включаете компьютер или любые другие электрические или работающие от батарей устройства или приборы, электрическая проводимость — это то, что заставляет их работать.
  • В стационарном телефоне звуковые волны преобразуются в электричество, которое передается по проводам на телефон другого человека.Там он преобразуется обратно в звуковые волны.
  • Молниеотводы устанавливаются на зданиях, чтобы привлекать молнии, чтобы поразить их и отвести свою энергию в землю через присоединенные провода, а не повредить конструкцию.
  • Сердца обладают собственной природной системой электропроводности. Когда сердце бьется, его электрические сигналы заставляют сердце биться в соответствующем ритме.
  • Если электрическая система в сердце человека не работает должным образом, человеку может потребоваться установить кардиостимулятор для имитации проводимости.
  • Ионы в воде заставляют ее проводить электричество. Вот почему важно избегать купания во время грозы; если молния попадает в воду, любой находящийся в ней рискует получить удар током.
  • То же самое и с электрическими приборами и водой. Если подключенный к электросети фен (или любой другой электрический предмет) упадет в ванну или раковину, наполненную водой, не прикасайтесь к нему. Вода будет проводить электричество, так что прикосновение к устройству может привести к поражению электрическим током.
  • Когда поваренная соль растворяется в воде, она может проводить электричество.Это потому, что вода отделяет ионы натрия от ионов хлора.

Материалы с хорошей проводимостью

Некоторые материалы очень хорошо работают в качестве проводников.

  • алюминий
  • латунь
  • бронза
  • медь
  • золото
  • графит
  • железо
  • ртуть
  • сталь
  • серебро

Другие способы передачи тепла

Электропроводность — это один из трех способов передачи тепла.Он также может передаваться посредством конвекции и излучения. Пока вы открываете примеры теплопроводности, узнайте больше об этих других механизмах теплопередачи. Начните с изучения некоторых примеров конвекции. Затем просмотрите несколько примеров использования излучения в повседневной жизни.

Теплообмен в повседневной жизни — сфера познания

Почему автомобили так быстро нагреваются летом и так холодно зимой?

Почему плитка холоднее ковра?

Почему большие водоемы так долго нагреваются?

Почему в электронные схемы компьютеров встроены плавники?

Давайте сначала изучим некоторые концепции, чтобы мы могли ответить на эти вопросы.Нет момента, когда не происходит теплопередача. Капля пота, испаряющаяся с теплого лба, холодильник, отводящий тепло от различных продуктов и напитков и выводящий его за заднюю стенку, кипящая вода, готовящаяся к вкусной еде, и солнце, согревающее отдаленное альпийское озеро и многие другие .

Во-первых, тепло и температура — НЕ одно и то же. Тепло — это поток энергии из-за разницы температур. Он всегда течет от горячего к холодному. Как было бы удивительно, если бы при прикосновении к раскаленной плите тепло передавалось из руки в уже раскаленную плиту? Вместо этого тепло предсказуемо рассеивается от горячего тела к более холодному, с которым оно контактирует.Как люди, мы не жаждем ничего, кроме комфортной температуры. Мы жаждем тепла, чтобы избежать холода зимы и освежающей прохлады кондиционера в суровый летний день. Наши предпочтения настолько сильны, что мужчины и женщины, как правило, никогда не приходят к согласию относительно оптимальной температуры. Лучшее понимание принципов теплопередачи может помочь нам лучше понимать окружающий мир и наслаждаться им.

Три режима теплопередачи:

  • Проводимость
  • Конвекция
  • Радиация

Проводимость

Проводимость — это физический контакт двух веществ при разных температурах.Столкновения на атомном уровне передают тепло по всей длине материала и, в конечном итоге, к материалам, с которыми он контактирует. Управляющее уравнение:

где Q = количество переданного тепла, k = теплопроводность объекта. A = площадь поверхности, ΔT = разница температур, t = толщина объекта

Это интуитивно понятное уравнение, если площадь поверхности увеличивается, увеличивается количество молекулярных взаимодействий и, следовательно, увеличивается количество теплопередачи.Увеличение толщины металла затрудняет передачу тепла. Самая интересная величина — теплопроводность k. Теплопроводность — это свойство материала. Медные металлические кастрюли передают тепло пище намного эффективнее, чем керамические, из-за их более высокой теплопроводности. Металлы из-за обилия свободных электронов имеют высокие значения теплопроводности. Вот почему машины летом нагреваются, а зимой становятся холодными. Металл, из которого изготовлен автомобиль, очень эффективно передает тепло; он быстро достигает температуры окружающей среды.Вот почему мы не изолируем наши дома металлом. Вся цель изоляции состоит в том, чтобы выбрать материал с низкой теплопроводностью, чтобы минимизировать поток тепла в дом или из него.

Ответ на вопрос: «Почему плитка холоднее ковра?» также отвечает теплопроводность. Предположим, что температура в доме постоянная 70 ° F. Плитка почему-то кажется более холодной, чем ковер или даже древесина твердых пород, хотя все они имеют одинаковую температуру в объеме 70 ° F. Площадь и толщина поверхности между поверхностями остаются неизменными.Внутренняя температура человека составляет около 98,6 ° F, поэтому разница температур составляет 98,6 ° F — 70 ° F = 28,6 ° F. Человеку, касающемуся плитки, кажется, что он холоднее, поэтому передаваемое тепло Q должно быть больше по сравнению с ковром и твердой древесиной. Теплопроводность — это разница, а не температура. В Engineering Toolbox есть таблицы значений теплопроводности для различных материалов. Теплопроводность плитки в 172 раза лучше, чем у шерстяного ковра при передаче тепла. Данные для расчетов приведены ниже:

k, плитка (W / m * K) k, древесина твердых пород (W / m * K) k, ковер (W / m * K) Q, плитка (W) Q, твердая древесина (Ш) Q, ковровое покрытие (Ш)
5 0.16 0,029 79,44 2,54 0,461

Вода имеет теплопроводность 0,58 по сравнению с воздухом, который имеет гораздо более низкое значение 0,024. Только по теплопроводности вода должна нагреваться быстрее воздуха. Однако по опыту все мы знаем, что это не так. Есть еще одно термодинамическое свойство, из-за которого большие водоемы нагреваются дольше, чем воздух, — теплоемкость. Теплоемкость — это количество энергии, необходимое для того, чтобы один грамм вещества поднялся на один градус Цельсия.По определению калория — это количество энергии, которое заставляет 1 грамм воды подниматься на 1 градус Цельсия. Уравнение для теплоемкости приведено ниже:

где c = удельная теплоемкость (Дж / г ° C), Q = тепло (Дж), m = масса вещества (граммы), ΔT = разница температур (° C)

Межмолекулярные водородные связи воды позволяют хранить больше энергии в этих связях до того, как станет очевидным изменение температуры. Теплоемкость воды в 10 раз больше, чем у железа, и в 4 раза больше, чем у воздуха.Это объясняет неравномерное повышение температуры, поскольку воздух нагревается, а вода в озере остается холодной на протяжении всей весны. Озеру требуется в 4 раза больше энергии, чем воздух, чтобы температура повысилась на 1 градус.

Конвекция

Конвекция — это передача тепла жидкостью через объемный поток. Два примера — охлаждение на ветру и приготовление макарон в кипящей воде.

По мере того, как частицы нагреваются, они поднимаются из-за своей более низкой плотности и, таким образом, передают тепло и позволяют другим частицам нагреваться и так далее.2 * K), T∞ = температура жидкости в объеме (K), Ts = температура нагреваемой поверхности (K).

Коэффициент конвекции является функцией жидкости и скорости этой жидкости среди других факторов. Вода имеет более высокие значения h, чем воздух, что имеет смысл, потому что вода более плотная и будет передавать больше тепла из-за увеличения количества молекул, с которыми контактирует данная поверхность. Значения коэффициента конвекции также увеличиваются с увеличением скорости жидкости. Вот почему вентиляторы используются для охлаждения электроники; воздух более эффективен в конвективной теплопередаче, когда более горячий воздух выдувается.Это называется принудительной конвекцией. Engineering Toolbox создал график ниже, который показывает взаимосвязь между скоростью воздуха и его коэффициентом конвекции.

В компьютерах есть вентиляторы для увеличения коэффициента конвекции, но они также используют ребра. Тепло покидает компьютер и поднимается по длинным тонким ребрам, прежде чем воздух охлаждает его за счет принудительной конвекции. Ребра не влияют на коэффициент теплопередачи. Вместо этого они увеличивают площадь поверхности, что также увеличивает теплопередачу и предотвращает перегрев компьютера.Картинка этого типа оптимизации теплопередачи представлена ​​ниже.

Радиация

Радиация — это излучение электромагнитной энергии одним веществом и поглощение этой энергии другим веществом. Проще говоря, каждый раз, когда вы видите что-то яркое / раскаленное, например уголь или солнце, оно передает тепло посредством излучения. Математика, лежащая в основе излучения, сложна, но суть в том, что чем ближе объект к черному телу, тем лучше теплопередача.Как мы все знаем, носить рубашки темного цвета — не лучший способ сохранять прохладу летом!

В настоящее время в большинстве случаев существует несколько методов передачи тепла, одновременно применяемых для данной ситуации. Однако обычно преобладает один метод. Надеюсь, этот пост был поучительным, и вы поищете примеры теплопередачи в своей жизни.

* Как все работает сейчас — отличная книга с основными объяснениями, охватывающими множество технических вопросов, включая теплопередачу.Ссылка на покупку книги находится здесь

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Примеры радиационного теплообмена в повседневной жизни

Радиационная теплопередача

Радиационная теплопередача — это способ передачи тепла из одного места в другое в форме волн, называемых электромагнитными волнами . Конвекция и проводимость требуют наличия вещества в качестве среды для переноса тепла от более горячего региона к более холодному.Некоторые распространенные примеры излучения — ультрафиолетовый свет от солнца, тепло от горелки печи, видимый свет от свечи, рентгеновские лучи от рентгеновского аппарата.

Вся жизнь на Земле зависит от передачи энергии от Солнца, и эта энергия передается Земле через пустое пространство. Эта форма передачи энергии — тепловое излучение.

Наше солнце — главный источник тепловой энергии. Но как эта тепловая энергия достигает Земли? Он не достигает нас ни посредством проводимости , ни посредством конвекции , потому что пространство между Солнцем и атмосферой Земли пусто.Существует третий режим, называемый излучением, с помощью которого тепло передается из одного места в другое. Тепло от солнца доходит до нас через излучение.

См. Также: Типы излучения

Примеры излучения

Примеры излучения

Вот группа примеров излучения в повседневной жизни:

  • Передача электромагнитных волн через микроволновую печь.
  • Тепло, излучаемое радиатором.
  • Солнечное ультрафиолетовое излучение, именно тот процесс, который определяет температуру Земли.
  • Свет, излучаемый лампой накаливания.
  • Эмиссия гамма-лучей ядром.

Как тепло попадает к нам прямо из камина?

Тепло не доходит до нас через воздух из камина, потому что воздух плохо проводит тепло. Тепло не достигает нас конвекцией, потому что воздух, получающий тепло от камина, не движется во всех направлениях. Горячий воздух движется вверх от камина. Тепло от камина достигает нас напрямую посредством другого процесса в виде волн, называемого излучением.Лист бумаги или картона, оставленный на пути излучения, не дает этим волнам достигать нас.
Излучение испускается всеми телами. Скорость испускания излучения зависит от различных факторов, таких как:

  • Цвет и текстура поверхности
  • Температура поверхности
  • Площадь

Почему чашка горячего чая через какое-то время остывает?

Все предметы, лежащие внутри комнаты, включая стены, крышу и пол комнаты, излучают тепло.Однако они одновременно поглощают тепло. Когда температура объекта выше, чем его окружение, он излучает больше тепла, чем поглощает. В результате его температура продолжает снижаться, пока не станет равной температуре окружающей среды. На этом этапе тело отдает количество тепла, равное количеству тепла, которое оно поглощает.
Когда температура объекта ниже, чем температура окружающей среды, он излучает меньше тепла, чем поглощает.В результате его температура продолжает повышаться, пока не станет равной температуре окружающей среды. Скорость, с которой различные поверхности излучают тепло, зависит от характера поверхности. С помощью куба Лесли можно сравнить различные поверхности.
Эмиссия и поглощение излучения:
Куб Лесли — это металлический ящик с гранями разной природы.
Четыре грани куба Лесли могут быть следующими:

  • Блестящая посеребренная поверхность
  • Тускло-черная поверхность
  • Белая поверхность
  • Цветная поверхность

Горячая вода заливается в куб Лесли и помещается одной из его граней в сторону детектора излучения.Установлено, что черная матовая поверхность является хорошим излучателем тепла.
Скорость, с которой различные поверхности поглощают тепло, также зависит от природы этих поверхностей. Например, возьмем две поверхности: одна тускло-черная, а другая — полированная серебром поверхность со свечой посередине.
Обнаружено, что матовая черная поверхность хорошо поглощает тепло, поскольку ее температура быстро повышается.

Полированная поверхность плохо поглощает тепло, поскольку ее температура повышается очень медленно.
Также обнаружено, что на передачу тепла посредством излучения также влияет площадь поверхности тела, излучающая или поглощающая тепло . Чем больше площадь, тем больше будет теплопередача. Именно по этой причине в радиаторах делается большое количество щелей для увеличения площади их поверхности.

Что такое тепловое излучение?

«Излучение, испускаемое телом из-за его температуры , называется тепловым излучением». Все тела не только испускают такое излучение, но и поглощают его из окружающей среды.Если тело горячее, чем его окружение, оно излучает больше излучения, чем поглощает, и имеет тенденцию охлаждаться. Обычно он приходит в тепловое равновесие с окружающей средой, состояние, при котором его скорости поглощения и испускания излучения равны. Спектр теплового излучения горячего твердого тела непрерывен, его детали сильно зависят от температуры.
Если бы мы постоянно повышали температуру такого тела, мы бы заметили две вещи:

  1. Чем выше температура, тем больше теплового излучения.Сначала корпус кажется тусклым, потом ярко светится: и
  2. Чем выше температура, тем короче длина волны той части спектра, излучающей наибольшую интенсивность. Преобладающий цвет горячего тела изменяется от тускло-красного через ярко-желто-оранжевый до голубоватого «белого каления». Поскольку характеристики его спектра зависят от температуры, мы можем оценить температуру горячего тела, например, раскаленного стального слитка. или звезда из-за испускаемого ею излучения. Глаз видит в основном цвет, соответствующий наиболее интенсивному излучению в видимом диапазоне.

Излучение, испускаемое горячим телом, зависит не только от температуры, но и от материала, из которого оно сделано, его формы и характера поверхности. Например, при 2000 К полированная плоская поверхность вольфрама излучает излучение мощностью 23,5 Вт / см².
Как поддерживать температуру в теплице?
Солнечный свет содержит тепловое излучение (инфракрасное) с длинными волнами, а также световое и ультрафиолетовое излучение с короткими длинами волн.Стекло и прозрачные полиэтиленовые листы позволяют легко проходить коротковолновому излучению, но не длинноволновому тепловому излучению. Таким образом, теплица становится ловушкой тепла. Солнечные лучи легко проходят через стекло и нагревают предметы в теплице .

Эти объекты и растения излучают гораздо более длинные волны излучения. Стеклянные и прозрачные листы полиэтилена не позволяют им легко вырываться и отражаются обратно в теплицу.Это поддерживает внутреннюю температуру теплицы. Тепличный эффект обещает лучший рост некоторых растений.

Двуокись углерода и вода ведут себя так же, как и излучение, как стекло или полиэтилен. Атмосфера Земли содержит углекислый газ и пары воды. Он вызывает парниковый эффект и тем самым поддерживает температуру земли. За последние годы процентное содержание углекислого газа значительно увеличилось.

Это вызвало повышение средней температуры Земли за счет удержания большего количества тепла из-за парникового эффекта .Это явление известно как Глобальное потепление . Это имеет серьезные последствия для глобального изменения климата .

Последствия радиации

Различные объекты поглощают разное количество тепла падающих на них излучений, отражая оставшуюся часть. Количество тепла, поглощаемого телом, зависит от цвета и характера его поверхности. Черная шероховатая поверхность поглощает больше тепла, чем белая или полированная поверхность.

Так как хорошие поглотители — это еще и хорошие радиаторы тепла.Таким образом, тело черного цвета нагревается, быстро поглощая тепло, достигающее его в солнечный день, а также быстро остывает, отдавая тепло своему окружению. Дно кастрюль делают черным, чтобы увеличить поглощение тепла от огня.

Подобно световым лучам, тепловое излучение также подчиняется законам отражения . Количество тепла, отраженного от объекта, зависит от его цвета и характера поверхности. Белая поверхность отражает больше, чем цветные или черные поверхности.Точно так же полированные поверхности являются хорошими отражателями, чем шероховатые поверхности, а отражение теплового излучения больше, чем полированная поверхность.

Применение излучения тепла в повседневной жизни

Каждый объект излучает или излучает некоторое количество тепла. Знания об излучении могут помочь нам во многих отношениях.

  • Когда мы сидим у огня, жар огня достигает нас посредством излучения.
  • Ребра охлаждения в задней части холодильника должны быстро излучать тепло в окружающую среду.Его поверхность сделана шероховатой и окрашена в черный цвет.
  • В жаркие летние дни рекомендуется носить белую или светлую одежду. Белый цвет поглощает меньше тепла, чем темный.
  • В холодных регионах используют теплицу для лучшего роста растений. Солнечное излучение проходит через стекло или пластик и нагревает почву и растения. Растения и почва поглощают и излучают радиацию и повышают температуру в теплице. Растения хорошо растут в условиях повышенной температуры теплицы.
  • Термосы предназначены для поддержания температуры жидкостей за счет минимизации потерь тепла четырьмя возможными способами: теплопроводностью, конвекцией, излучением и испарением. Проведение и конвекция через стенки колбы предотвращаются за счет вакуума между двойными стеклянными стенками колбы. Проводимость через захваченный воздух над жидкостью минимальна, поскольку воздух очень плохо проводит тепло. Стопор обычно изготавливается из пластика, который также плохо проводит тепло.

Испарение и конвекция происходят только тогда, когда пластиковая пробка снимается во время использования. Потери тепла за счет излучения сложнее остановить, поскольку лучистое тепло может проходить через вакуум. Чтобы свести к минимуму потери тепла через излучение, стенки стекла посеребрены, чтобы отражать лучистое тепло обратно в горячую жидкость.

  • Чайники, блестящие поверхности плохо излучают радиацию, блестящие чайники могут дольше сохранять чай теплее, чем черный чайник.
  • Теплица также работает по принципу излучения, при котором тепло удерживается зимой, чтобы согреться внутри помещения.

Радиационная теплопередача (видео)

Смотрите также:

Излучение черного тела
Проводимость тепла
Конвекция тепла

Теплопередача и ее значение в нашей повседневной жизни

Излучение автомобильной лампочки и график температуры поверхности стеклянного корпуса лампы.

Для инженера термин «теплопередача» хорошо известен, поскольку обычно каждый инженер, имеющий образование в области STEM, сталкивался с ним в своей образовательной степени.Это могло быть в Physics 101 или Fluid Dynamics 101, и некоторые из нас, инженеров, глубоко увлеклись этой темой и применяли ее основы каждый день на работе, не говоря уже о каждой секунде дыхания нашей жизни.

Переходная анимация естественной конвекции над нагретой плоской пластиной.

Теплопередача является важной частью нашей повседневной жизни, и ее часто даже не осознают, когда мы живем. Одним из важных способов передачи тепла, с которым все знакомы, хотя, возможно, и не понимают его использования, является потоотделение.Мы потеем, когда занимаемся спортом, бежим в метро, ​​поезд или лежим на пляже. Человеческое тело регулирует тепло через самый большой орган нашего тела — нашу кожу. В большинстве случаев потоотделение не требуется, но когда наше тело работает больше и мы начинаем потеть, тело очень естественно применяет законы физики. Испарение нашего пота потребляет энергию (скрытое тепло), от которой наше тело хочет избавиться в виде тепла. Этот процесс помогает нашему телу оставаться прохладным, независимо от того, вызвано ли это высокой температурой, когда мы болеем, или бежим марафон.Предотвращение потоотделения нашего тела в таких условиях может привести к перегреву.

Теперь возвращаясь к инженерной теме охлаждения, этот эффект при распылительном или пленочном охлаждении, а также в других механизмах теплопередачи применяется практически во всем. Когда на улице холодно, мы используем обогреватели, которые работают за счет теплопроводности, конвекции и излучения — трех основных механизмов теплопередачи. Пока я пишу этот пост в блоге, мой ноутбук выделяет тепло в различных местах: процессоре и микросхеме, разряженной батарее и светодиодном экране.Все они отводят выделяемое тепло в конструкцию ноутбука, а также в любые другие компоненты и предметы, соприкасающиеся с ними. В этом случае тепло рассеивается за счет естественной конвекции на дисплее и излучается за счет его большой площади поверхности или проводится на стол, на котором он стоит, вместе с остальным теплом, выделяемым ноутбуком, и даже попадает в мою ладонь. опираясь на клавиатуру. Я также отчетливо слышу гудение вентилятора, когда он охлаждает процессор.

Моделирование производительности теплообменника и сравнение конструкции.

Управление температурным режимом является ключевым во многих инженерных дисциплинах — от охлаждения тормозов в автомобилях до охлаждения коробки передач или подшипников на ветряных электростанциях, охлаждения электроники в умных часах, мобильных телефонах, а также компьютеров на наших рабочих столах, в самолетах, поездах и т. Д. транспортное средство. Везде, где есть движение, какая-то движущая сила или электричество, тепло выделяется за счет трения, химической реакции или электрических потерь. В некоторых случаях тепло необходимо, а в других — нет, и задача инженеров — оптимизировать его использование или рассеивание.Его следует либо обогревать как можно эффективнее (например, в наших домах), либо охлаждать, и часто как можно быстрее или одинаково.

Чтобы узнать больше о теплопередаче и о том, как Simcenter FLOEFD может вам помочь решить эту проблему, прочтите нашу Белую книгу «Что в школе не учили теплопередаче ».

greenTEG | 3 типа теплопередачи

Три типа теплопередачи


Тепло передается через твердый материал (проводимость), жидкости и газы (конвекция) и электромагнитные волны (излучение).Тепло обычно передается в сочетании этих трех типов и редко возникает само по себе. Например, на тепловую среду здания влияют потоки тепла через землю (теплопроводность) и оболочку здания (в основном конвекция и излучение).


Конвекция — это тепловой поток через жидкости и газы. Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять конвективный тепловой поток (см. рисунок слева). Примеры конвективного теплового потока:

  • В ветреную погоду становится намного холоднее.

  • Ощущение намного холоднее в воде с температурой 25 ° C, чем на воздухе с температурой 25 ° C.

  • Принцип измерения в датчиках массового расхода на основе теплового потока. Узнать больше

Проводимость — это тепловой поток через твердые материалы. Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять теплопроводный тепловой поток (см. рисунок слева). Примеры кондуктивного теплового потока:

  • Прикосновение к чашке горячего кофе

  • Температурные воздействия в точных приборах.Узнать больше

  • Измерение тепловыделения химических реакторов. Узнать больше

Радиация Радиация — это тепловой поток через электромагнитные волны. Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять радиационный тепловой поток (см. рисунок слева). Примеры лучистого теплового потока:

  • Ощущение жара, когда стоишь рядом с огнем.

  • Измерение солнечной энергии. Узнать больше

Principles of Heating and Cooling

Понимание того, как тепло передается с улицы в ваш дом и от вашего дома к вашему телу, важно для понимания проблемы поддержания прохлады в вашем доме.Понимание процессов, которые помогают сохранять ваше тело прохладным, важно для понимания стратегий охлаждения вашего дома.

Принципы теплопередачи

Тепло передается к объектам и от них — таким как вы и ваш дом — посредством трех процессов: теплопроводности, излучения и конвекции.

Проводимость — это тепло, проходящее через твердый материал. В жаркие дни тепло попадает в ваш дом через крышу, стены и окна. Теплоотражающие крыши, изоляция и энергоэффективные окна помогут снизить теплопроводность.

Излучение — это тепло, перемещающееся в виде видимого и невидимого света. Солнечный свет — очевидный источник тепла для дома. Кроме того, низковолновое невидимое инфракрасное излучение может переносить тепло непосредственно от теплых предметов к более холодным. Благодаря инфракрасному излучению вы можете почувствовать тепло горячего элемента конфорки на плите даже через всю комнату. Старые окна позволят инфракрасному излучению, исходящему от теплых предметов снаружи, проникать в ваш дом; оттенки могут помочь заблокировать это излучение.Новые окна имеют низкоэмиссионные покрытия, которые блокируют инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение также будет переносить тепло от стен и потолка прямо к вашему телу.

Конвекция — еще одно средство для достижения тепла от ваших стен и потолка. Горячий воздух естественным образом поднимается вверх, унося тепло от стен и заставляя его циркулировать по всему дому. Когда горячий воздух проходит мимо вашей кожи (и вы вдыхаете его), он согревает вас.

Охлаждение вашего тела

Ваше тело может охладиться посредством трех процессов: конвекции, излучения и потоотделения.Вентиляция усиливает все эти процессы. Вы также можете охладить свое тело с помощью теплопроводности — например, некоторые автокресла теперь оснащены охлаждающими элементами, — но это, как правило, непрактично для использования в доме.

Конвекция возникает, когда тепло уносится от вашего тела через движущийся воздух. Если окружающий воздух холоднее вашей кожи, воздух поглотит ваше тепло и поднимется. По мере того, как нагретый воздух поднимается вокруг вас, более прохладный воздух движется, чтобы занять его место и поглотить больше вашего тепла.Чем быстрее движется конвекционный воздух, тем прохладнее вы чувствуете.

Излучение возникает, когда тепло распространяется через пространство между вами и предметами в вашем доме. Если предметы теплее, чем вы, тепло пойдет к вам. Удаление тепла через вентиляцию снижает температуру потолка, стен и мебели. Чем прохладнее ваше окружение, тем больше тепла вы будете излучать на предметы, а не наоборот.

Потоотделение может быть неудобным, и многие люди предпочли бы сохранять спокойствие без него.Однако в жаркую погоду и при физических нагрузках пот является мощным охлаждающим механизмом тела. Когда влага покидает поры кожи, она переносит с собой много тепла, охлаждая ваше тело. Если ветерок (вентиляция) пройдет по вашей коже, эта влага испарится быстрее, и вам станет еще прохладнее.

Энергоэффективность за счет снижения теплопередачи

Энергоэффективность за счет снижения теплопередачи [Печать]

Снижение теплопередачи — один из способов повышения энергоэффективности.Иногда мы хотим сохранить спокойствие. Летом мы используем кондиционеры, чтобы в наших домах и офисах было прохладно и комфортно. Экономия электроэнергии достигается за счет минимизации поступления тепла в наши комнаты за счет хорошей теплоизоляции. Точно так же энергия также экономится, если стены холодильника хорошо изолированы. Зимой мы носим толстую одежду, чтобы согреться. Наша одежда снижает потерю тепла нашим телом в окружающую среду. Термосы и термосы также уменьшают потери тепла, чтобы их содержимое оставалось горячим.

Фиг.1 Мы используем термочашку, чтобы напитки оставались горячими. Рис. 2 Термоварка фактически представляет собой большую термочашку.

Обратите внимание на то, что в упомянутых выше процессах энергия перетекает из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Поток энергии, возникающий в результате разницы температур между двумя объектами (или двумя областями), называется теплом. От более горячего объекта к более холодному объекту (или областям) происходит непрерывная передача тепла, пока два объекта не достигнут одинаковой конечной температуры.

Рис. 3 (a) Два тела A и B имеют разные температуры, температура A выше, чем у B. (b) Когда они контактируют, тепло передается от A к B. (c) Теплопередача прекратится, когда и A, и B достигнут конечной температуры.

Чтобы уменьшить теплопередачу, мы должны сначала понять процессы теплопередачи и факторы, которые влияют на ее скорость. Есть три основных процесса теплопередачи, теплопроводности, конвекции и излучения.Мы опишем эти процессы ниже и посмотрим, как можно минимизировать потери тепла в повседневных применениях.


Проводимость

Когда вы ставите стальную кастрюлю над плитой, внутренняя часть кастрюли и еда становятся горячими. Тепло передается через металлическое дно кастрюли внутрь. Это пример теплопередачи проводимостью .

Когда горячий объект соприкасается с холодным объектом или существует разница температур между различными областями объекта, тепло будет передаваться с горячей стороны на холодную за счет теплопроводности.

Рис. 4 Когда нагретые частицы сталкиваются со своими соседями, энергия передается с горячей стороны на холодную сторону объекта посредством проводимости.

Проводимость связана с движением частиц внутри вещества. Частицы (это могут быть атомы, молекулы или ионы) в веществе находятся в постоянном случайном движении за счет энергии, которой они обладают. Температура является показателем средней кинетической энергии этого случайного движения.Чем выше температура, тем выше средняя кинетическая энергия. Например, частицы на более горячей стороне объекта вибрируют быстрее, чем на более холодной стороне. Когда быстро колеблющаяся частица сталкивается со своим менее быстро колеблющимся соседом, часть ее кинетической энергии передается соседней частице. В результате непрерывных столкновений этих соседних частиц энергия передается от более горячей стороны объекта к более холодной стороне. Это микроскопическое объяснение проводимости.

Твердые тела проводят тепло лучше, чем жидкости, которые, в свою очередь, являются лучшими проводниками, чем газы. Частицы в твердом теле связаны наиболее плотно и их положение более или менее фиксировано относительно друг друга (рис. 5а). Сила между соседними частицами велика, что делает передачу тепла при столкновении наиболее эффективной. Частицы в жидкости могут перемещаться внутри нее, а это означает, что сила между частицами не такая сильная (рис. 5b). Таким образом, жидкости обычно плохо проводят тепло.В газе частицы находятся далеко друг от друга, что делает передачу энергии при столкновении очень неэффективной (рис. 5c). Таким образом, газы, как и воздух, очень плохо проводят тепло.

Рис. 5 (a) В твердом теле частицы закреплены друг относительно друга. (б) В жидкости частицы могут двигаться свободно. (c) В газе частицы находятся далеко друг от друга и движутся с большой скоростью.

Скорость теплопередачи за счет теплопроводности различна для разных материалов.Такие металлы, как медь и алюминий, являются хорошими проводниками тепла, поскольку содержат много свободных электронов. Свободные электроны не связаны с конкретными атомами металла, но могут свободно перемещаться вокруг них. Свободные электроны эффективно переносят тепло при столкновении. Неметаллы, такие как стекло, дерево и полистирол, обычно являются плохими проводниками тепла (хорошими изоляторами), потому что они передают энергию через столкновение атомов или молекул, а не через столкновение свободных электронов.

Фиг.6 Способность некоторых распространенных материалов проводить тепло


Конвекция

Наслаждаясь тушеным мясом, вы когда-нибудь замечали, что еда продолжает двигаться вверх и вниз в воде, даже когда вода не кипит? Это показывает, что при нагревании происходит движение воды в объеме. Подъем дыма над горящей свечой также происходит из-за массового движения нагретого воздуха. Это объемное движение известно как конвекция , . Это эффективное средство передачи тепла.

Конвекция — это процесс передачи тепла за счет объемного движения жидкости, то есть жидкости или газа.

Рис. 7 Когда жидкость нагревается снизу, объем жидкости перемещается, образуя конвекционный поток.

Конвекция не может происходить в твердом теле, потому что положение частиц в твердых телах фиксировано относительно друг друга.

Когда происходит конвекция, часть жидкости рядом с источником тепла нагревается, плотность горячей жидкости уменьшается, и эта часть поднимается над остальной массой жидкости.Более холодная жидкость поблизости приходит, чтобы занять первоначальное место горячей жидкости, образуя конвекционный поток, как показано на рис. 7.

Бытовые обогреватели обычно устанавливают у земли. Это облегчает подъем нагретого воздуха и создает конвекционный поток, циркулирующий по всей комнате. С другой стороны, кондиционеры обычно ставят под потолком. Это облегчает нисходящий поток охлажденного воздуха для создания конвекционного тока.

Фиг.8 Кондиционеры обычно ставят под потолком. Рис. 9 Бытовые обогреватели обычно размещают на полу.

Ветер может создаваться конвекцией воздуха. Например, прибрежный ветер вызывается конвекцией из-за разницы температур между воздухом над морем и сушей.


Излучение

Рис. 10 Мы получаем большое количество радиационной энергии от солнца.
Рис. 11 В электромагнитной волне колеблющееся электрическое поле и магнитное поле перпендикулярны друг другу.

Вы когда-нибудь задумывались, как энергия солнца достигает Земли? Пространство между Солнцем и Землей — это вакуум. Таким образом, солнечная энергия не может быть передана Земле ни за счет проводимости, ни за счет конвекции, потому что оба процесса требуют наличия материи в качестве среды. Солнечная энергия фактически передается Земле посредством процесса, называемого излучением .

Излучение — это процесс передачи тепла электромагнитными волнами.

Электромагнитные волны — это колебательные электрические и магнитные поля, которые могут распространяться в вакууме. Солнце испускает множество различных видов электромагнитного излучения. Видимый свет — только его часть. Радиация переносит энергию от Солнца на Землю.

Горячие предметы излучают энергию посредством излучения в виде электромагнитных волн. Теплые объекты, такие как человеческое тело, в основном излучают инфракрасное излучение.Вот почему инфракрасные камеры могут четко «видеть» людей даже в темноте.

Внешний вид поверхности объекта определяет скорость излучения и поглощения электромагнитных волн этим объектом. Черные или темные объекты излучают и поглощают электромагнитные волны с большей интенсивностью, чем блестящие, белые или светлые объекты

.
Рис. 12 Шаттл и скафандр космонавта белые.Фото любезно предоставлено NASA / JPL Рис. 13 Поверхность этого дирижабля блестящая.

Земля также теряет энергию в космос из-за испускания инфракрасного излучения. Атмосфера содержит небольшой процент газов, называемых парниковыми газами, таких как водяной пар, двуокись углерода, закись азота, метан и т. Д., Которые поглощают часть этого излучения и снижают скорость потери тепла, помогая согреть Землю. Это называется парниковым эффектом. Хотя большинство парниковых газов происходит естественным образом в атмосфере, ученые считают, что деятельность человека увеличивает уровни этих газов.Например, содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось в основном из-за сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов. Уровень закиси азота и метана также увеличивается из-за сельскохозяйственной, промышленной и другой деятельности.

С конца 19 века наблюдается повышение средней глобальной температуры примерно на 0,5 o ° C. Таяние ледников и уменьшение снежного покрова в северном полушарии, кажется, подтверждают это явление глобального потепления.

Ученые в целом согласны с тем, что повышение уровня парниковых газов в атмосфере способствует наблюдаемому явлению глобального потепления. Посмотрите анимацию ниже, чтобы узнать больше:

Вопросы глобального потепления и парникового эффекта носят противоречивый характер. Трудно определить, в какой степени повышенный уровень парниковых газов ответственен за наблюдаемое явление глобального потепления. Ссылки [1] и [2] могут помочь вам узнать больше по этим вопросам.


Сводка

Прежде чем перейти к обсуждению приложений, которые достигают энергоэффективности за счет снижения теплопередачи, давайте щелкнем по следующей анимации, чтобы увидеть сводку микроскопических процессов, происходящих при теплопроводности, конвекции и излучении.


Передача энергии и энергоэффективность

В повседневной жизни есть много вещей, которые нужно держать в горячем или холодном состоянии. Это достигается за счет минимизации трех способов передачи энергии.Если скорость передачи энергии низкая, требуется меньше энергии для поддержания чего-либо в горячем или холодном состоянии.


Термостат

Вакуумная колба предназначена для предотвращения передачи энергии между содержимым внутри и окружающей средой снаружи. Поскольку повторный нагрев или охлаждение не требуется, термос является удобным энергосберегающим контейнером.

Рис. 14 Внутреннее устройство термоса.
Фиг.15 Тепловая плита.

Вы знаете, как делается термос? Взгляните на фото справа (рис. 14). Он имеет двойную стеклянную оболочку с вакуумом между ними. Корпус покрыт слоем светоотражающего материала серебристого цвета. Внешний корпус выполнен из металла или пластика.

Вакуум препятствует передаче энергии за счет теплопроводности и конвекции. Серебряное покрытие отражает большую часть излучения и, таким образом, передача энергии излучения также сводится к минимуму.Таким образом, содержимое вакуумной колбы можно хранить при более или менее постоянной температуре в течение длительного времени. Но термос не может полностью остановить теплопередачу; это может только снизить скорость передачи. Более того, через пробку наверху все еще есть некоторые потери тепла. Проводимость также происходит вдоль стеклянной оболочки, где соединяются внутренняя и внешняя стенки, минуя вакуум.


Тепловая плита

Китайцы любят медленные процессы приготовления (например,грамм. тушение). Люди могут подумать, что когда пища тушится, она медленно поглощает тепло. На самом деле это не так. При тушении продукты длительное время хранятся при постоянной высокой температуре. Поскольку большая часть тепла, подаваемого печью, фактически теряется в окружающую среду, требуется постоянная подача тепла.

Термоварки — это удобное средство для энергоэффективного тушения пищи. Термоварка состоит из двух основных частей: стального внутреннего котла и внешнего термоса.Еда сначала нагревается во внутренней кастрюле как обычно. Затем внутренний горшок помещается во внешний изолирующий контейнер, который предназначен для максимального уменьшения теплопередачи. Хорошо изолированное от окружающей среды, пища во внутренней кастрюле может храниться при высокой температуре в течение длительного времени без использования энергии. Типичная тепловая плита может хранить пищу внутри при температуре выше 70 o ° C более 8 часов.

Следующее упражнение поможет вам лучше понять принцип работы тепловой плиты.


Холодильник

Холодильник имеет множество функций, снижающих теплопроводность, передачу энергии излучения и конвекции, что снижает потребление электроэнергии.

Рис.16 Гибкие уплотнения на краю дверцы холодильника

Холодильники обычно имеют светлую внешнюю поверхность, чтобы отражать излучение и, таким образом, уменьшать количество тепла, попадающего в холодильное отделение.Края дверцы холодильника имеют гибкие уплотнения, предотвращающие смешивание холодного воздуха внутри с горячим воздухом снаружи, что снижает конвекцию. Гибкие уплотнения изготовлены из хорошего изоляционного материала, что еще больше снижает передачу энергии через проводимость. Толстые стенки и двери холодильника также хорошо изолированы, чтобы уменьшить теплопроводность.

Одежда и одеяла

Рис. 17 Меховая одежда помогает нам согреться зимой.

Без подходящей одежды и одеял в холодную погоду нам пришлось бы потреблять гораздо больше энергии для отопления помещений, чтобы нам было тепло и комфортно.

Одежда и одеяла обычно изготавливаются из таких материалов, как хлопок, шерсть и пух, которые могут задерживать воздух. Поскольку воздух плохо проводит тепло, захваченный воздух снижает теплопотери за счет теплопроводности нашего тела. Сами материалы также являются плохими проводниками тепла.



Список литературы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *