Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Главная » Разное » Виды теплопередачи таблица

Виды теплопередачи таблица


Обощающая таблица . Виды теплопередачи

Обобщающая таблица.

Виды теплопередачи

Вид теплопередачи

определение

Существенный признак

Примеры использования в быту, в природе, в технике

Теплопроводность

Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.

Контакт тел с разной температурой или частей тела.

При теплопроводности не происходит перенос вещества от одного конца тела к другому.

Теплопроводность у различных веществ различна.

Имеют большую теплопроводность: металлы. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. Плохой теплопроводностью обладают: жидкости, газы, пористые тела. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум.

Если нужно предохранять тело от нагревания или охлаждения, то применяют вещества с малой теплопроводностью: ручки сковородок, кастрюль и т.д.

(Привести свои примеры)

Конвекция

Энергия переносится самими струями жидкости и газа.

Конвекция невозможна в твердых телах. Для того, чтобы происходила конвекция жидкости и газы нужно подогревать снизу.

Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную.

Причина образования пассатов, бризов. Отопление жилых помещений.

(Привести свои примеры)

Излучение

Перенос энергии в виде электромагнитных волн.

Может происходить в вакууме. Темные тела лучше поглощают энергию излучения и лучше её отдают. Светлые тела хорошо отражают энергию излучения энергию.

Способность тел

по – разному поглощать энергию излучения широко используется на практике. Поверхность самолетов, метеозондов. Нефтяных цистерн красят серебристой краской.

(Привести свои примеры)

Источники

Перышкин А.В. Физика 8 класс , М. Дрофа 2014г.

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

«Виды теплопередачи:
теплопроводность, конвекция, излучение»

Теплопередача – это способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы. Существуют следующие виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Теплопроводность – это процесс передачи энергии от одного тел а к другому или от одной части тела к дpугой благодаря тепловому движению частиц. Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другом у или от одной части телa к другой передается энергия.

Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает. Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.

Ещё более плохой теплопроводность ю обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.

Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими — сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.

Конвекция

Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.

Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла, то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.

Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа.  Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.

Излучение

Третий вид теплопередачи — излучение. Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.

Опыты также показывают, что чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.

Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.

Конспект урока «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение».

Следующая тема: «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость».

 

теплопроводность, конвекция, излучение – FIZI4KA

1. Существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Если к металлическому стержню с помощью воска прикрепить несколько гвоздиков (рис. 68), закрепить один конец стержня в штативе, а другой нагревать на спиртовке, то через некоторое время гвоздики начнут отпадать от стержня: сначала отпадет тот гвоздик, который ближе к спиртовке, затем следующий и т.д.

Это происходит потому, что при повышении температуры воск начинает плавиться. Поскольку гвоздики отпадали не одновременно, а постепенно, можно сделать вывод, что температура стержня повышалась постепенно. Следовательно, постепенно увеличивалась и внутренняя энергия стержня, она передавалась от одного его конца к другому.

2. Передачу энергии при теплопроводности можно объяснить с точки зрения внутреннего строения вещества. Молекулы ближнего к спиртовке конца стержня получают от неё энергию, их энергия увеличивается, они начинают более интенсивно колебаться и передают часть своей энергии соседним частицам, заставляя их колебаться быстрее. Те, в свою очередь передают энергию своим соседям, и процесс передачи энергии распространяется по всему стержню. Увеличение кинетической энергии частиц приводит к повышению температуры стержня.

Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другому или от одной части тела к другой передается энергия.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому или от одной части тела к другой благодаря тепловому движению частиц называется теплопроводностью.

3. Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает. Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.

Ещё более плохой теплопроводностью обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.

Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими — сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.

4. Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.

Если на дно колбы с водой аккуратно через трубочку опустить кристаллик марганцево-кислого калия и нагревать колбу снизу так, чтобы пламя касалось её в том месте, где лежит кристаллик, то можно увидеть, как со дна колбы будут подниматься окрашенные струйки воды. Достигнув верхних слоёв воды, эти струйки начнут опускаться.

Объясняется это явление так. Нижний слой воды нагревается от пламени спиртовки. Нагреваясь, вода расширяется, её объём увеличивается, а плотность соответственно уменьшается. На этот слой воды действует архимедова сила, которая выталкивает нагретый слой жидкости вверх. Его место занимает опустившийся вниз холодный слой воды, который, в свою очередь, нагреваясь, перемещается вверх и т.д. Следовательно, энергия в данном случае переносится поднимающимися потоками жидкости (рис. 69).

Подобным образом осуществляется теплопередача и в газах. Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла (рис. 70), то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.

Теплопередача, которая осуществляется в этом опыте и в опыте, изображенном на рисунках 69, 70, называется конвекцией.

Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа.

Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.

5. Третий вид теплопередачи — излучение. Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.

Если закрепить металлическую коробочку (теплоприёмник), одна сторона которой блестящая, а другая чёрная, в штативе, соединить коробочку с манометром, а затем налить в сосуд, у которого одна поверхность белая, а другая чёрная, кипяток, то, повернув сосуд к чёрной стороне теплоприёмника сначала белой стороной, а затем чёрной, можно заметить, что уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, понизится. При этом он сильнее понизится, когда сосуд обращён к теплоприёмнику чёрной стороной (рис. 71).

Понижение уровня жидкости в манометре происходит потому, что воздух в теплоприёмнике расширяется, это возможно при нагревании воздуха. Следовательно, воздух получает от сосуда с горячей водой энергию, нагревается и расширяется. Поскольку воздух обладает плохой теплопроводностью и конвекция в данном случае не происходит, т.к. плитка и теплоприёмник располагаются на одном уровне, то остаётся признать, что сосуд с горячей водой излучает энергию.

Опыт также показывает, что чёрная поверхность сосуда излучает больше энергии, чем белая. Об этом свидетельствует разный уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником.

Чёрная поверхность не только излучает больше энергии, но и больше поглощает. Это можно также доказать экспериментально, если поднести включённую в сеть электроплитку сначала к блестящей стороне тенлоприёмника, а затем к чёрной. Во втором случае жидкость в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, опустится ниже, чем в первом.

Таким образом, чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.

Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём

1) конвекции
2) излучения и конвекции
3) теплопроводности
4) конвекции и теплопроводности

2. Теплопередача путём конвекции может происходить

1) только в газах
2) только в жидкостях
3) только в газах и жидкостях
4) в газах, жидкостях и твёрдых телах

3. Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделёнными безвоздушным пространством?

1) только с помощью теплопроводности
2) только с помощью конвекции
3) только с помощью излучения
4) всеми тремя способами

4. Благодаря каким видам теплопередачи в ясный летний день нагревается вода в водоёмах?

1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) излучение и теплопроводность
4) конвекция и теплопроводность

5. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?

1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) только излучение
4) только теплопроводность и излучение

6. Какой(-ие) из видов теплопередачи сопровождается(-ются) переносом вещества?

1) только теплопроводность
2) конвекция и теплопроводность
3) излучение и теплопроводность
4) только конвекция

7. В таблице приведены значения коэффициента, который характеризует скорость процесса теплопроводности вещества, для некоторых строительных материалов.

В условиях холодной зимы наименьшего дополнительного утепления при равной толщине стен требует дом из

1) газобетона
2) железобетона
3) силикатного кирпича
4) дерева

8. Стоящие на столе металлическую и пластмассовую кружки одинаковой вместимости одновременно заполнили горячей водой одинаковой температуры. В какой кружке быстрее остынет вода?

1) в металлической
2) в пластмассовой
3) одновременно
4) скорость остывания воды зависит от её температуры

9. Открытый сосуд заполнен водой. На каком рисунке правильно изображено направление конвекционных потоков при приведённой схеме нагревания?

10. Воду равной массы нагрели до одинаковой температуры и налили в две кастрюли, которые закрыли крышками и поставили в холодное место. Кастрюли совершенно одинаковы, кроме цвета внешней поверхности: одна из них чёрная, другая блестящая. Что произойдёт с температурой воды в кастрюлях через некоторое время, пока вода не остыла окончательно?

1) Температура воды не изменится ни в той, ни в другой кастрюле.
2) Температура воды понизится и в той, и в другой кастрюле на одно и то же число градусов.
3) Температура воды в блестящей кастрюле станет ниже, чем в чёрной.
4) Температура воды в чёрной кастрюле станет ниже, чем в блестящей.

11. Учитель провёл следующий опыт. Раскалённая плитка (1) размещалась напротив полой цилиндрической закрытой коробки (2), соединённой резиновой трубкой с коленом U-образного манометра (3). Первоначально жидкость в коленах находилась на одном уровне. Через некоторое время уровни жидкости в манометре изменились (см. рисунок).

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт излучения.
2) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт конвекции.
3) В процессе передачи энергии давление воздуха в коробке увеличивалось.
4) Поверхности чёрного матового цвета по сравнению со светлыми блестящими поверхностями лучше поглощают энергию.
5) Разность уровней жидкости в коленах манометра зависит от температуры плитки.

12. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Внутреннюю энергию тела можно изменить только в процессе теплопередачи.
2) Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической энергии движения молекул тела и потенциальной энергии их взаимодействия.
3) В процессе теплопроводности осуществляется передача энергии от одних частей тела к другим.
4) Нагревание воздуха в комнате от батарей парового отопления происходит, главным образом, благодаря излучению.
5) Стекло обладает лучшей теплопроводностью, чем металл.

Ответы

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

3.5 (70.59%) 17 votes

Виды теплопередачи – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  

  • Участник: Ромашов Владимир Михайлович
  • 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»

  1. Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
  2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
  3. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
  4. Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
  5. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
  6. Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
  7. При выполнение опытов нельзя пользоваться разбитой стеклянной посудой или посудой с трещинами.
  8. Стеклянные колбы при нагревании нужно ставить на асбестовые сетки. Воду можно нагревать до 60–70°С.
  9. Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку с совком.
  10. Нельзя оставлять без присмотра нагревательные приборы.
  11. Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
  12. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися  предметами.
  13. Берегите оборудование и используйте его по назначению.
  14. 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.

Обобщающие таблицы по теме «Тепловые явления»

В работе представлены обобщающие таблицы  «Виды теплопередачи», «Агрегатные состояния вещества», «Тепловые процессы» для 8 класса.

 

Обобщающие таблицы я  составляю  совместно с  учениками после изучения каждого раздела темы.  При объяснении материала на уроках формируется опорный конспект, содержащий краткие записи, схемы, рисунки и т.д. Дома учащиеся работают с учебником, выучивая определения, формулы, подбирая примеры. На уроках закрепления изучаемый материал прорабатывается по тем пунктам, которые войдут в таблицу. После этого ученики получают домашнее задание «Составить таблицу по теме…». Варианты таблиц обсуждаются на последующих уроках и выбирается наиболее удобная, информативная таблица, которая будет распечатана и роздана всему классу. По материалам таблиц проводятся проверочные, зачетные работы. При составлении таблиц  в 8 классе стараюсь использовать полные фразы, формулировки, определения, чтобы формировать грамотную речь учащихся. Все таблицы хранятся у учащихся в папке справочных материалов по физике на протяжении всего курса изучения физики, что помогает им при подготовке к ЕГЭ.

Просмотр содержимого документа
«formula»

Просмотр содержимого документа
«sostoyanie»

Просмотр содержимого документа
«teploperedaсha»

Документ «Виды теплопередачи. Теплопроводность, конвекция, излучение.»

Проект по физике.

Тема: Виды теплопередачи. Теплопроводность, конвекция, излучение.

Город Истра 2019г.

Содержание:

  1. Титульный лист. Содержание………………………………………….…….2

  2. Введение…………………………………………………………………….....3

  3. Глава 1. Основная часть

    1. Теплопроводность……………………………………………………..4-6

    2. Конвекция………………………………………………………………6-7

    3. Излучение………………………………………………………………8-9

  1. Глава 2. Практическая часть, опыты …………………………………….10-15

    1. Теплопроводность

    2. Конвекция

    3. Излучение

  1. Заключение. Выводы………………………………………………………….16

  2. Список использованной литературы……………………………………….17

Введение.

Теплота - кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Мерой интенсивности движения молекул является температура. Количество теплоты, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы; например, при одной и той же температуре в большой чашке с водой заключается больше теплоты, чем в маленькой, а в ведре с холодной водой его может быть больше, чем в чашке с горячей водой (хотя температура воды в ведре и ниже). Теплота играет важную роль в жизни человека

Теплопередача - физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному. Когда физические тела одной системы имеют разную температуру, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к более холодному. Теплопередачу невозможно остановить, можно только замедлить её. Теплопередача сопровождает многие процессы в природе (например, ход эволюции звёзд и планет, метеорологические процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и в быту. Теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними называется теплопроводностью.

Различают три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Глава 1. Основная часть

3.1 Теплопроводность.

Свойство тел передавать тепло от более нагретых своих частей менее нагретым называют теплопроводностью.

С давних времен и до сегодняшних дней люди задаются вопросом, как сохранить тепло. Проблемы поддержания температурного режима в доме, проблемы, связанные с недостаточно теплой одеждой и посудой наиболее часто становились причиной различных болезней, плохого питания и неспособности противостоять природным условиям. Решение этих проблем напрямую связано с теплопроводностью. Человеку важно знать, из какого материала состоит тот или иной предмет, понимать, от чего зависит его теплопроводность, чтобы быть готовым к его реакции в разных температурных условиях. Так почему же некоторые предметы имеют хорошую теплопроводность, а некоторые совсем не проводят тепло?

Явление теплопередачи изучалось несколько веков. Но, ни в древности, ни в средние века оно не было изучено до конца. Были лишь простые и единые описания теплопередачи. Ученые утверждали, что если температура вещества повышается, то оно получает теплоту, а если температура понижается, то вещество выделяет теплоту в окружающую среду.

На протяжении многих веков ученые изучали тепловые явления, однако их деятельность получила развитие только в XVIII веке благодаря изобретенному Галилеем термометру. Первые исследования с помощью термометра были посвящены калориметрии - методу измерения количества теплоты, изучению теплового расширения тел, явлений теплопроводности. Поэтому, можно считать, что основные понятия о теплоте появились именно в XVIII веке.

Одна из значимых работ появилась в 1701 году и была посвящена вопросам теплоты. Знаменитый ученый Ньютон сформулировал закон охлаждения тел. В законе говорилось о том, что температура тела уменьшается пропорционально по мере охлаждения, приближаясь к температуре окружающей среды. Выяснилось, что скорость охлаждения зависит от параметра k=αAC (коэффициента теплопроводности). Ньютон доказал, что с увеличением коэффициента k, тело будет охлаждаться быстрее

Дальнейшие исследования передачи теплоты показали, что процесс охлаждения осуществляется различными способами, которые имеют разную физическую силу. Так возникли излучение теплопроводности и тепловое излучение. Эти два самостоятельных направления отличаются друг от друга тем, что тепловое излучение может осуществляться даже в полном вакууме, а излучение теплопроводности нет, также первое не требует прямого контакта при теплопередаче, а для второго оно необходимо. При теоретическом анализе, основанного на законе охлаждения Ньютона, произошли некоторые трудности, но Фурье сформулировал, что поток тепла пропорционален разности градиенту температуры, таким образом, он сформулировал закон теплопроводности. Закон Фурье показывает, что количество теплоты Q, проходящее через площадку S, за время T, вдоль направления X определяется по формуле:

где dT/dx - изменение температуры на единицу длины, k - коэффициент теплопроводности.

Теплопроводность происходит из-за движения тепла и взаимодействия его составляющих частиц друг с другом. Процесс теплопроводности стремиться сделать температуру всего тела одинаковой. Вообще, теплопроводность - это свойство тел проводить тепло, основанное на теплообмене, которое происходит между атомами и молекулами тела. Однако, при теплопроводности не происходит перенос вещества от одного конца тела к другому. Все потому, что у жидкостей теплопроводность небольшая. Газы тоже имеют маленькую теплопроводность.

Рaзличные материалы имеют разную теплопроводность, одни медленно проводят теплоту, другие - быстрeе. Поэтому и количественный показатель теплопроводности - коэффициент теплопроводности (λ (лямбда)) - бyдeт y всех материалов свой. С увеличением плотности, влажности и температуры материала повышается λ. Коэффициент теплопроводности зaвисит oт плотности, влaжности, тeмпературы и cтруктуры материала.

Из какой кружки вы предпочитаете пить горячий чай – фарфоровой или металлической? Конечно, не желая получить ожог, вы выберите фарфоровую.

Воздух, лёд, снег, являются плохими проводниками тепла. Это спасает жизнь многим животным, обитающим в лесах и водных средах. Например, тетерев зимой спит, зарывшись головой в снег. А благодаря тому, что водоёмы покрываются льдом, который препятствует дальнейшему их промерзанию, выживают многие представители водной фауны.

Невозможно представить мир без теплопроводности. Ведь это явление, действительно, очень важно для жизни людей и животных.

Рис.1

3.2. Конвекция.

Термин " конвекция" впервые появился в 1834 году. Английский ученый Вильям Прут предложил ее для описания перемещения тепловых масс в нагретых жидкостях. Однако же само исследование конвекции началось лишь в 1916 году. Было установлено, что переход от диффузии к конвекции в подогреваемых снизу жидкостях возникает при достижении определенных температур. Немного позже это значение стало называться "числом Роэля". Оно было названо в честь того, кто исследовал данное явление. Результаты опытов объяснили перемещение тепловых потоков под влиянием силы Архимеда.

При конвекции внутренняя энергия передается струями и потоками газа или жидкости. В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. Тогда нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Данная характеристика чаще всего наблюдается при перемещении тепловых потоков при нагревании воды.

Если поместить руку над горящей лампой или плитой, можно почувствовать, что над ними поднимаются теплые струи воздуха. Или, например, в комнате теплый воздух в середине помещения с отопительными приборами перемещается, тогда нагретые потоки воздуха движутся под потолок, а холодный воздух опускается к поверхности пола. Поэтому при включенном отоплении вверху комнаты воздух теплее, чем в нижней части.

В природе также существует конвекция. Она участвует в образовании газообразных веществ в толще земной коры. Рассмотрим земной шар как сферу, состоящую из нескольких концентрических слоев. В центре располагается массивное ядро, которое представляет собой жидкую массу высокой плотности с содержанием металлов. Окружают ядро жидкая мантия и литосфера. Верхний слой представляет собой земную кору. Литосфера сформирована из свободно движущихся потоков, которые перемещаются по мантии. В ходе неравномерного нагревания участков мантии и горных пород происходит образование конвективных потоков. Под воздействием конвективных потоков возникает перемещение континентов и преобразование ложа океанов. На конвекции завязана возможность парения птиц. Менее плотные и более теплые воздушные массы при неравномерном нагревании у Земли приводят к возникновению потоков. Такие потоки способствуют процессу парения. Чтобы птицам преодолевать без больших затрат определенные расстояния, они должны уметь находить подобные потоки воздуха.

Также существует два вида конвекции: естественная и вынужденная. Пример естественной конвекции можно наблюдать при перемещении потоков горячего и холодного воздуха в середине помещения. Вынужденная конвекция происходит, если перемешивать жидкости ложкой и т.д.(см.рис.2).

Рис.2

3.3. Излучение.

Тепловое излучение - это электромагнитное излучение, которое возникает за счет энергии вращательного и колебательного движения атомов и молекул в составе вещества. Тепловое излучение характерно для всех тел, которые имеют температуру, превышающую температуру абсолютного нуля. Тепловое излучение тела человека относится к инфракрасному диапазону электромагнитных волн. Впервые такое излучение было открыто английским астрономом Вильямом Гершелем. В 1865 английский физик Дж. Максвелл доказал, что ИК - излучение имеет электромагнитную природу и представляет собой волны длиной от 760нм до 1-2мм. Чаще всего весь диапазон ИК - излучения делят на области: ближнюю (750нм-2.500нм), среднюю (2.500нм – 50.000нм) и дальнюю (50.000нм-2.000.000нм).

Излучение можно представить себе как возникновение и распространения волн, приводящее к возмущению поля. Распространение энергии выражается в виде электромагнитного, ионизирующего и гравитационного излучений. Электромагнитные волны – это возмущение электромагнитного поля. Они бывают радиоволновыми, инфракрасными (тепловое излучение), терагерцовыми, ультрафиолетовыми, рентгеновскими и видимыми (оптическими). Электромагнитная волна имеет свойство распространяться в любых средах. Характеристиками электромагнитного излучения являются частота, поляризация и длина. Наиболее профессионально и глубоко природу электромагнитного излучения изучает наука квантовая электродинамика. Она позволила подтвердить ряд теорий, которые широко используются в различных областях знаний. Особенности электромагнитных волн: взаимная перпендикулярность трех векторов - волнового, и напряженности электрического поля и магнитного поля; волны являются поперечными, а вектора напряженности в них совершают колебания перпендикулярно направлению ее распространения.

Тепловое же излучение возникает за счет внутренней энергии самого тела. Тепловое излучение - это излучение сплошного спектра, максимум которого соответствует температуре тела. Если излучение и вещество термодинамичны, излучение - равновесное. Это описывает закон Планка. Но на практике термодинамическое равновесие не соблюдается. Так более горячему телу свойственно остывать, а более холодному, напротив, нагреваться. Данное взаимодействие определено в законе Кирхгофа. Таким образом, тела обладают поглощающей способностью и отражающей способностью. Ионизирующее излучение - это микрочастицы и поля, имеющие способность ионизировать вещество. К нему относят: рентген и радиоактивное излучение с альфа, бета и гамма лучами. При этом рентгеновское излучение и гамма-лучи являются коротковолновыми. А бета и альфа частицы являются потоками частиц. Существуют природные и искусственные источники ионизации. В природе это: распад радионуклидов, лучи космоса, термоядерная реакция на Солнце. Искусственные это: излучение рентгеновского аппарата, ядерные реакторы и искусственные радионуклиды. В быту используются специальные датчики и дозиметры радиоактивного излучения. Всем известный Счетчик Гейгера способен идентифицировать корректно только гамма-лучи. В науке же используются сцинтилляторы, которые отлично разделяют лучи по энергиям.

Гравитационным считается излучение, в котором возмущение пространственно временного поля происходит со скоростью света. В общей теории относительности гравитационное излучение обусловлено уравнениями Эйнштейна. Что характерно, гравитация присуща любой материи, которая движется ускоренно. Но вот большую амплитуду гравитационной волне может придать только излучать большой массы. Обычно же гравитационные волны очень слабые. Прибор, способный их зарегистрировать, - это детектор. Излучение Хокинга же представляет собой скорее гипотетическую возможность испускать частицы черной дырой. Эти процессы изучает квантовая физика. Согласно данной теории черная дыра только поглощает материю до определенного момента. При учете квантовых моментов получается, что она способна излучать элементарные частицы.

Рис.3

Глава 2. Практическая часть, опыты.

Теплопроводность.

Опыт 1.

Цель опыта: убедиться, что самой высокой теплопроводностью обладают металлы, причем у разных металлов теплопроводность разная.

Теплопроводность - это вид передачи внутренней энергии характерен как для твердых веществ, так и для жидкостей и газов. Теплопроводность различных веществ отличается. Самой высокой теплопроводностью обладают металлы, причем у разных металлов теплопроводность разная.

Чтобы убедиться в этом проведём опыт:


Рис.4

Как показано на рисунке, приклеим воском гвоздики к соединённым между собой медной и стальной проволоке, и начнём нагревать место соединения проволок. Мы увидим, что гвоздики, прикрепленные воском к медной проволоке, раньше отрываются, чем отрываются гвоздики от стальной проволоки (см.рис.4) Этот опыт показывает, что по медной проволоке тепло передается быстрее, чем по стальной.

Вывод: мы убедились, что самой высокой теплопроводностью обладают металлы, что у разных металлов теплопроводность разная и, что теплопроводностьпроволоки меди выше теплопроводности стальной проволоки.

Конвекция.

Одним из естественных способов распространения теплоты в природе является конвекция. Это наблюдается в жидкостях и газах. Основана конвекция на том, что участки жидкости или газа при нагревании становятся менее плотными и поднимаются вверх, а более холодные, более тяжелые слои опускаются вниз. Источник тепла обычно помещается внизу, поэтому происходит непрерывное перемещение нагретых слоев вверх, а холодных вниз. Но при невесомости, например, в помещении орбитальной станции, такой способ распространения тепла не действует, ведь вес - регулировщик теплоты - отсутствует.

Рассмотрим на нескольких опытах, как происходит циркуляция воздушных масс, которые образуют вихревой поток и способствуют равномерному прогреванию того или иного продукта.

Цель опыта : выявить циркуляция воздушных потоков и научиться ее

Опыт 1.

Цель опыта : выявить циркуляция воздушных потоков и научиться ее определять.

Для опыта, демонстрирующего циркуляцию воздушных потоков, потребуется стекло от керосиновой лампы или бутылка с ровно отрезанным дном (см. рис.5).

Итак. Поставим стекло на горящую свечу. Свеча погаснет, так как горячий воздух с продуктами горения уходит вверх, а свежему воздуху пройти негде. Но если в стекло вставить полоску из бумаги, она разделит внутреннее пространство на две половины: в той , где находится свеча, горячий воздух будет идти вверх, а более холодный воздух будет притекать в свече сверху- по другую сторону перегородки. Перегородка играет важную роль в снабжении свечи свежим воздухом и без нее не будет циркуляции воздуха. Чтобы убедиться, можно выдернуть бумажку из бутылки. Свеча погаснет моментально.

Вывод: мы научились определять циркуляцию воздушных потоков масс.

Рис.5

Опыт 2

Циркуляция воздуха в помещении - это то, что отвечает за здоровье людей, находящихся в комнате. Именно качественная циркуляция воздушных масс способствует предотвращению возникновению грибка и скопления аллергенов. Оптимальная циркуляция воздуха составляет 30 м3 в час на человека. В процессе работы вентиляционной системы учитываются такие факторы, как перемещение воздушных масс (см. рис.6).

Рис.6

Опыт 3.

Цель опыта: определить то, что воздух в закрытых помещениях подвижен.

Проделаем опыт, который подтверждает, что воздух в закрытой комнате подвижен.

Для этого нужна бумажная змея. Ее можно сделать из листа бумаги. Затем нарисовать змею и вырезать ее ножницами. На хвосте змеи, в середине, выдавить острием карандаша углубление. Теперь проверим, действует ли змея (см. рис. 7). Наденем на углубление кончик карандаша и поднимем, затем нужно легонько дунуть на змею снизу. Она должна завертеться. Значит, змея чувствует, когда воздух поднимается вверх. Этим опытом можно воспользоваться, чтобы поискать в комнате место, где воздух поднимается вверх. Поднесем карандаш к батарее центрального отопления, - Змея завертелась!

Из этого опыта можно сделать вывод, что змея будет тем быстрее вертеться, чем горячее батарея. Это потому, что батарея нагревает воздух. В комнате происходит распределение тепла с помощью конвекции - потоков воздуха: теплый воздух поднимается вверх. Он и вертит змею.

Вывод: с помощь проделанного опыта я научилась определять то, что воздух в закрытой комнате подвижен.

Рис 7

Излучение.

Опыт 1.

В плоскую круглую баночку из-под ваксы налейте воду. Закройте баночку крышкой и залепите края пластилином, чтобы вода не вытекала. Покрасьте крышку черной матовой краской. Затем возьмите глубокое блюдце или небольшую кювету для проявления фотографий, постелите на дно немного ваты, чтобы накопленное тепло не уходило, и положите на нее баночку с водой. Блюдце плотно накройте куском чистого стекла, но оно при этом не должно касаться баночки. Выставьте блюдце, накрытое стеклом, на солнце, подложите что-нибудь под блюдце, чтобы оно стояло наклонно и чтобы солнечные лучи падали на стеклянную крышку под углом 90°. Лучи солнца проходят сквозь стекло, и принесенное ими тепло как бы застревает под этим стеклом. Вода в баночке сильно нагревается.

Вывод: На этом принципе устроены большие нагревательные приспособления, которые нагревают воду для нужд сельского хозяйства, для бытовых целей и т. д. На этом же принципе устроены и парники для выращивания растений весной, когда наружный воздух еще недостаточно теплый.

Опыт 2.

Различные вещества по-разному проводят тепло. Это хорошо видно из небольшого опыта.

Приложите к кусочку дерева монету и оберните их белой бумагой. Поднесите все это на короткое время к пламени свечи так, чтобы пламя только коснулось места, где над бумагой находится монета. Старайтесь не дать бумаге загореться. Но бумага все же успела обуглиться, и обуглилась она вокруг монеты.

Вывод: Там же, где была сама монета, остался не тронутый огнем белый кружок. Металл монеты, как хороший теплопроводный материал, отобрал на себя жар пламени и предохранил бумагу от обгорания.

Опыт 3.

Разные тела поглощают энергию по-разному. Например, если теплоприемник окрасить с одной стороны в белый цвет, а с другой в темный, то при поднесении нагретого тела к темной стороне, то столбик жидкости понизится сильнее, чем, если бы мы поднесли это нагретое тело к светлой стороне. То есть тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию, чем тела, у которых поверхность светлая. На следующем рисунке продемонстрирован этот опыт.

Но зато, тела имеющие темную поверхность охлаждаются быстрее, чем тела со светлой поверхностью.

Вывод: Эта способность тел широко применяется на практике. Например, крылья воздушных судов красят светлой краской, чтобы они не нагревались солнцем

Заключения. Выводы.


Из всех наших приведённых объяснений, рассуждений и выводов  было подтверждено, что теплопередачей называют процесс передачи тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Существует три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение. В жизни все они чаще всего действуют одновременно. Поэтому вокруг себя мы можем наблюдать множество примеров применения разных видов теплопередачи.

В ходе изучения этой темы стало понятно, что знания различных способов передачи тепла имеют большое значение в жизни человека. Применяя эти знания, можно многое объяснить. А ученые-технологи создают новые строительные материалы, которые хорошо защищают жилище человека от холода и воздействия атмосферных явлений.

  Данная тема актуальна и сейчас, тем, что от теплопередачи и её видов и от их существования зависит жизнь людей, животных и всего мира. Ведь на первом месте у человека стоит, не как вы думаете, любовь, деньги, а жизнь. Жизнь это что-то уникальное, не просто какая-то вещь или игрушка,   жизнь – это активное существование. Если бы человек не развивал науку, не было бы активного развития мира,  того скачка вперёд, который полностью изменил жизнь не только человека, но и других живых существ. Человек благодаря науке физике изменил  планету и выбрался в космос. Ведь именно физика, это то, что реально изменила, как и внутреннее, так и внешнее состояние жизни. Именно открытия в физике, это и есть тот скачок, прорыв в жизни людей, такие как полёт в космос, открытие закона падения камня, законов движения и сохранения энергии, открытие электрического тока.

Теплопередача, кажется, просто три способа передавать тепло, но если их не было бы или на это как-то повлиял человеческий фактор, то планета Земля закончила бы свое существование в космосе!

Список использованной литературы.

  1. Учебник физики 8 класс: Перышкин А.В

  1. Энциклопедический словарь юного физика: Мигдал А.Б

  1. Большая энциклопедия опытов и экспериментов «Простая наука» от Издательства АСТ

  1. Учебник «Занимательная физика»: Перельман Я.И

  1. Энциклопедия «Физика на каждом шагу»: Перельман Я.И

Использованный сайт: https://fizi4ka.ru/

greenTEG | 3 типа теплопередачи

Три типа теплопередачи

Тепло передается через твердые вещества (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 25 ° C, чем на воздухе 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

  • Тепловые воздействия в точных приборах. Узнать больше

  • Измерение теплоотдачи 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:

  • Чувство жара, когда стоишь рядом с огнем.

  • Измерение солнечной энергии. Узнать больше

.

Типичные значения коэффициентов теплопередачи

Коэффициенты теплопередачи

Часто бывает полезно определить значения общих коэффициентов теплопередачи. при выполнении неточных действий, таких как предварительная оценка стоимости проекта и базовая оценка производительности теплообменника.

Уравнение, связывающее общий коэффициент теплопередачи с тепловой нагрузкой а площадь теплообмена:

Q = U * A * DT лм

Где:

Q = тепловая нагрузка

U = общий коэффициент теплопередачи

A = площадь теплопередачи

DT лм = средняя логарифмическая температура разница

Общие коэффициенты теплопередачи зависят от многих параметров, таких как характер жидкости, скорости жидкости, тип теплообменника, температуры и загрязнения.Несмотря на все эти определяющие параметры, Типовые общие коэффициенты теплопередачи доступны для обычных приложений и жидкостей. Если мало информации о процессе и параметрах Изложенное выше доступно, следующие значения могут использоваться в качестве руководства для общих коэффициентов теплопередачи:

Разумный Пар: 30 БТЕ / час-фут 2 -F

Явное нагревание / охлаждение или конденсация: 100 БТЕ / ч-фут 2 -F

Кипячение: 120 БТЕ / ч-фут 2 -F

Когда доступна дополнительная информация о жидкостях и процессе, можно использовать общую теплопередачу значения коэффициентов в таблицах ниже в качестве ориентира для определения порядка величины.Фактические общие коэффициенты теплопередачи могут быть меньше или больше значений перечисленные.

Нагреватели (без фазового перехода)

Горячая жидкость Холодная жидкость В целом U
(БТЕ / час-фут 2 -F)
Пар Воздух 10 - 20
Пар Вода 250 - 750
Пар Метанол 200 - 700
Пар Аммиак 200 - 700
Пар Водный растворы 100-700
Пар Легкие углеводороды
(вязкость <0.5 сП) 		100-200
Пар Средние углеводороды
(0,5 сП <вязкость <1 сП) 		50 - 100
Пар Тяжелый углеводороды
(вязкость> 1) 		6-60
Пар Газы 5-50
Dowtherm Газы 4-40
Dowtherm Тяжелые масла 8 - 60
Дымовой газ Ароматический углеводород и пар 5 - 10

Испарители

Горячие Жидкость Холодная жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Пар Вода 350 - 750
Пар Органический растворители 100-200
Пар Легкий масла 80 - 180
Пар Тяжелый масла (вакуум) 25-75
Вода Хладагент 75 - 150
Органические растворители Хладагент 30 - 100

Охладители (без фазового перехода)

Холодная жидкость Горячая жидкость В целом U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода Вода 150 - 300
Вода Органическое растворитель 50-150
Вода Газы 3 - 50
Вода Свет масла 60 - 160
Вода Тяжелая масла 10 - 50
Легкое масло Органическое растворитель 20-70
рассол Вода 100 - 200
Рассол Органический растворитель 30-90
Рассол Газы 3 - 50
Органические растворители Органические растворители 20-60
Тяжелые масла Тяжелые масла 8 - 50

Конденсаторы

Холодный Жидкость Горячая жидкость Общий U
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода Пар (давление) 350-750
Вода Пар (вакуум) 300-600
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, атмосферный) 100 - 200
Вода или рассол Органический растворитель (атмосферный, неконденсируемый) 20 - 80
Вода или рассол Органический растворитель (насыщенный, вакуум) 50-120
Вода или рассол Органический растворитель (вакуум, высокая неконденсируемость) 10-50
Вода или рассол Ароматические пары (атмосферный без конденсата) 5 - 30
Вода Низкая кипящий углеводород (атмосферный) 80-200
Вода Высококипящий углеводород (вакуум) 10-30

Когда процесс четко определен, можно использовать коэффициенты теплоотдачи пленки. для расчета общего коэффициента теплопередачи.

Общий коэффициент теплопередачи можно рассчитать из коэффициентов пленки по формуле:

1 = 1 + R из + R из + R io + 1

U h out h io

Где:

U = в целом коэффициент теплопередачи

ч на выходе = коэффициент пленки на внешней поверхности

R на выходе = сопротивление из-за загрязнения на внешней поверхности

R wo = сопротивление из-за к металлической стенке зоны теплопередачи (с поправкой на внешнюю сторону)

R io = сопротивление из-за загрязнения на внутренней поверхности (с поправкой на внешнюю)

h io = = коэффициент пленки на внутренней поверхности (с поправкой на снаружи)

Для использования приведенного выше уравнения значения коэффициентов теплопередачи пленки должен быть определен.На коэффициенты пленки, как и на общие коэффициенты, влияют многие параметры, такие как природа жидкости, тип теплообменника, скорость жидкости, транспортные свойства и температура. В таблицах ниже приведены примеры значений коэффициентов пленки для различных применений. Опять же, их следует использовать в качестве руководства относительно порядка величины, и фактические коэффициенты пленки могут быть меньше или больше, чем перечисленные значения.

нет фазовый переход

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода 300 - 2000
Газы 3 - 50
Органические растворители 60 - 500
Масла 10 - 120

Конденсация

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / час-фут 2 -F)
Пар 1000 - 3000
Органические растворители 150 - 500
Легкие масла 200 - 400
Тяжелые масла (вакуум) 20 - 50
Аммиак 500 - 1000

Испарение

Жидкость Пленка Коэффициент
(БТЕ / ч-фут 2 -F)
Вода 800 - 2000
Органические растворители 100 - 300
Легкие масла 150 - 300
Тяжелые масла 10 - 50
Аммиак 200 - 400

Информация предоставлена ​​только для образовательных целей - используйте на свой страх и риск.

.

Выбор типа теплопередачи

Выбор типа теплопередачи | Трансфер Экспресс Этот веб-сайт использует файлы cookie.
Продолжая просмотр, вы соглашаетесь с использованием файлов cookie, как описано в нашей Политике конфиденциальности.

Internet Explorer больше не поддерживается.Мы рекомендуем обновить браузер до Chrome, Safari или Microsoft Edge. ×

Определите, какой тип теплопередачи является лучшим выбором для вашего следующего заказа на передачу.

Не можете решить, какой тип теплопередачи использовать? Попробуйте инструмент Transfer Selector Tool, чтобы выяснить, какой тип переноса лучше всего подойдет для вашего следующего задания на тепловую печать, с помощью пошаговой помощи.

Инструмент выбора передачи

Диаграмма «Что использовать, когда»

Эта удобная для чтения диаграмма поможет вам быстро выбрать тип перевода. Все, что вам нужно знать, - это сколько цветов у вас есть в вашем произведении искусства и какой материал ткани вы будете применять для переноса.