Energia termică este termenul pe care îl folosim pentru a descrie nivelul de activitate al moleculelor dintr-un obiect. Excitația crescută este, într-un fel sau altul, asociată cu o creștere a temperaturii, în timp ce la obiectele reci, atomii se mișcă mult mai încet.
Exemple de transfer de căldură pot fi găsite peste tot - în natură, tehnologie și viața de zi cu zi.
Exemple de transfer de căldură
Cel mai mare exemplu de transfer de căldură este soarele, care încălzește planeta Pământ și tot ce este pe ea. În viața de zi cu zi, puteți găsi o mulțime de opțiuni similare, doar într-un sens mult mai puțin global. Deci, care sunt câteva exemple de transfer de căldură în viața de zi cu zi?
Iată câteva dintre ele:
- Pragă pe gaz sau electric și, de exemplu, o tigaie pentru prăjirea ouălor.
- Combustibilii pentru automobile, cum ar fi benzina, furnizează energie termică motorului.
- Prăjitorul de pâine inclus transformă o bucată de pâine în pâine prăjită. Este asociat cu radiantenergia termică a pâinei prăjite, care trage umezeala din pâine și o face crocantă.
- O ceașcă fierbinte de cacao aburindă încălzește mâinile.
- Orice flacără, de la flăcări chibrite la incendii masive de pădure.
- Când gheața este pusă într-un pahar cu apă, energia termică din apă o topește, adică apa în sine este o sursă de energie.
- Radiatorul sau sistemul de încălzire din casa dvs. oferă căldură în timpul lunilor lungi și reci de iarnă.
- Cuptoarele convenționale sunt surse de convecție, în urma cărora alimentele așezate în ele sunt încălzite și începe procesul de gătire.
- Exemple de transfer de căldură pot fi observate în propriul corp, luând o bucată de gheață în mână.
- Energia termică este chiar în interiorul pisicii, ceea ce poate încălzi genunchii proprietarului.
Căldura este mișcare
Fluxurile de căldură sunt în mișcare constantă. Principalele moduri de transmitere a acestora pot fi numite convenție, radiație și conducție. Să ne uităm la aceste concepte mai detaliat.
Ce este conductivitatea?
Poate, mulți au observat de mai multe ori că în aceeași cameră senzațiile de la atingerea podelei pot fi complet diferite. Este frumos și cald să mergi pe covor, dar dacă intri în baie cu picioarele goale, o răcoare vizibilă dă imediat o senzație de veselie. Nu acolo unde există încălzire prin pardoseală.
Deci de ce îngheață suprafața cu gresie? Totul este pentru căconductivitate termică. Este unul dintre cele trei tipuri de transfer de căldură. Ori de câte ori două obiecte cu temperaturi diferite sunt în contact unul cu celăl alt, energia termică va trece între ele. Exemple de transfer de căldură în acest caz includ următoarele: ținând de o placă metalică, celăl alt capăt al căruia este plasat peste flacăra unei lumânări, în timp, puteți simți arsuri și dureri, iar în momentul în care atingeți fierul de călcat mânerul unei oale cu apă clocotită, te poți arde.
Factori de conductivitate
Conductivitatea bună sau proastă depinde de mai mulți factori:
- Tipul și calitatea materialului din care sunt realizate obiectele.
- Aria suprafeței a două obiecte în contact.
- Diferența de temperatură între două obiecte.
- Grosimea și dimensiunea articolelor.
În formă de ecuație, arată astfel: viteza de transfer de căldură către un obiect este egală cu conductivitatea termică a materialului din care este făcut obiectul, ori suprafața de contact, ori diferența de temperatură. între cele două obiecte și împărțit la grosimea materialului. Este simplu.
Exemple de conductivitate
Transferul direct de căldură de la un obiect la altul se numește conducție, iar substanțele care conduc bine căldura se numesc conductoare. Unele materiale și substanțe nu fac față bine acestei sarcini, ele se numesc izolatori. Acestea includ lemn, plastic, fibră de sticlă și chiar aer. După cum știți, izolatoarele nu opresc de fapt fluxul.căldură, dar pur și simplu încetinește-o la un grad sau altul.
Convecție
Acest tip de transfer de căldură, precum convecția, are loc în toate lichidele și gazele. Puteți găsi astfel de exemple de transfer de căldură în natură și în viața de zi cu zi. Pe măsură ce lichidul se încălzește, moleculele din partea de jos câștigă energie și se mișcă mai repede, rezultând o scădere a densității. Moleculele de fluid cald încep să se miște în sus, în timp ce lichidul de răcire (lichidul mai dens) începe să se scufunde. După ce moleculele reci ajung în partea de jos, își primesc din nou partea lor de energie și tind din nou spre vârf. Ciclul continuă atâta timp cât există o sursă de căldură în partea de jos.
Exemple de transfer de căldură în natură pot fi date după cum urmează: cu ajutorul unui arzător special echipat, aerul cald, umplând spațiul unui balon, poate ridica întreaga structură la o înălțime suficient de mare, lucrul este aerul cald este mai ușor decât aerul rece.
Radiții
Când stai în fața unui foc, ești încălzit de căldura care emană din acesta. Același lucru se întâmplă dacă aduci palma la un bec care arde fără să-l atingi. De asemenea, vă veți simți cald. Cele mai mari exemple de transfer de căldură în viața de zi cu zi și în natură sunt conduse de energia solară. În fiecare zi, căldura soarelui trece prin 146 de milioane de km de spațiu gol până la Pământ însuși. Este forța motrice din spatele tuturor formelor și sistemelor de viață care există astăzi pe planeta noastră. Fără acest mod de transmitere, am avea mari probleme, iar lumea nu ar mai fi la fel ca noi.îl cunoaștem.
Radiația este transferul de căldură folosind unde electromagnetice, fie unde radio, infraroșu, raze X sau chiar lumină vizibilă. Toate obiectele emit și absorb energie radiantă, inclusiv persoana însăși, dar nu toate obiectele și substanțele fac față la fel de bine acestei sarcini. Exemple de transfer de căldură în viața de zi cu zi pot fi luate în considerare folosind o antenă convențională. De regulă, ceea ce radiază bine este și bun la absorbție. În ceea ce privește Pământul, acesta primește energie de la soare și apoi o dă înapoi în spațiu. Această energie de radiație se numește radiație terestră și este ceea ce face posibilă viața pe planetă.
Exemple de transfer de căldură în natură, viața de zi cu zi, tehnologie
Transmisia energiei, în special termică, este un domeniu fundamental de studiu pentru toți inginerii. Radiațiile fac Pământul locuibil și furnizează energie solară regenerabilă. Convecția este baza mecanicii, este responsabilă pentru fluxul de aer în clădiri și schimbul de aer în case. Conductibilitatea vă permite să încălziți o oală pur și simplu punând-o pe foc.
Numerele exemple de transfer de căldură în tehnologie și natură sunt evidente și se găsesc în întreaga lume. Aproape toate joacă un rol important, mai ales în domeniul ingineriei mecanice. De exemplu, atunci când proiectează sistemul de ventilație al unei clădiri, inginerii calculează transferul de căldură din clădirea din jurul acesteia, precum și transferul intern de căldură. În plus, ei selectează materiale care minimizează sau maximizează transferul de căldură.prin componente individuale pentru a optimiza eficiența.
Evaporare
Când atomii sau moleculele unui lichid (cum ar fi apa) sunt expuși la un volum semnificativ de gaz, ei tind să intre spontan într-o stare gazoasă sau să se evapore. Acest lucru se datorează faptului că moleculele se mișcă în mod constant în direcții diferite la viteze aleatorii și se ciocnesc unele cu altele. În timpul acestor procese, unii dintre ei primesc energie cinetică suficientă pentru a se respinge de sursa de căldură.
Cu toate acestea, nu toate moleculele au timp să se evapore și să devină vapori de apă. Totul depinde de temperatura. Așadar, apa dintr-un pahar se va evapora mai lent decât într-o tigaie încălzită pe aragaz. Fierberea apei crește foarte mult energia moleculelor, ceea ce la rândul său accelerează procesul de evaporare.
Concepte de bază
- Conductibilitatea este transferul de căldură printr-o substanță prin contactul direct al atomilor sau moleculelor.
- Convecția este transferul de căldură prin circulația unui gaz (cum ar fi aerul) sau a unui lichid (cum ar fi apa).
- Radiația este diferența dintre cantitatea de căldură absorbită și reflectată. Această abilitate depinde foarte mult de culoare, obiectele negre absorb mai multă căldură decât obiectele ușoare.
- Evaporarea este procesul prin care atomii sau moleculele aflate în stare lichidă câștigă suficientă energie pentru a deveni gaz sau vapori.
- Gazele cu efect de seră sunt gaze care captează căldura soarelui în atmosfera Pământului, producând un gaz cu efect de seră. Efect. Există două categorii principale - vapori de apă și dioxid de carbon.
- Sursele regenerabile de energie sunt resurse nelimitate care se completează rapid și natural. Acestea includ următoarele exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie: vânturi și energie solară.
- Conductivitatea termică este viteza la care un material transferă energie termică prin el însuși.
- Echilibrul termic este o stare în care toate părțile sistemului sunt în același regim de temperatură.
Aplicație practică
Numerele exemple de transfer de căldură în natură și tehnologie (imaginile de mai sus) indică faptul că aceste procese ar trebui bine studiate și servite definitiv. Inginerii își aplică cunoștințele despre principiile transferului de căldură, cercetează noi tehnologii care sunt asociate cu utilizarea resurselor regenerabile și sunt mai puțin distructive pentru mediu. Cheia este înțelegerea faptului că transferul de energie deschide posibilități infinite pentru soluții de inginerie și multe altele.
