Які існують види теплопередачі?
Теплопередача в природі дозволяє існувати Всесвіту в тому вигляді, до якого всі ми звикли. Важко сказати, як би виглядав світ, зникни процес теплопередачі хоч на мить. Давайте докладніше розглянемо, які існують види теплопередачі і що розуміється під цим терміном.
Згідно загальноприйнятим визначенням, теплопередача являє собою фізичний процес, при якому теплова енергія тим чи іншим способом розподіляється між кількома тілами з різним ступенем нагрівання. Процес припиняється при вирівнюванні їх температур, або, іншими словами, при досягненні термодинамічної рівноваги.
Перерахуємо, які бувають базові види теплопередачі: конвекція, теплопровідність, випромінювання. Всі інші можливі різновиди являють собою поєднання двох або декількох базових способів. Цей момент завжди необхідно враховувати.
Конвекція знайома кожному з дитинства. Само латинське слово «convectio» означає перенесення. Отже, при конвекції має місце перенесення тепла потоками самої речовини. Вона характерна для газів і рідин, хоча іноді відбувається в деяких сипучих матеріалах. Уявімо спекотний літній день: над поверхнею нагрітої землі помітно легке марево - це спотворення пояснюється висхідними повітряними потоками. З настанням ночі, коли нагревающее дію сонячних променів припиняється, починається процес вирівнювання температур поверхні землі і повітря: грунт повідомляє теплову енергію нижнім верствам атмосфери (Це змішаний механізм передачі тепла), які піднімаються вгору, заміщаючи більш холодними повітряними масами. Ось інший приклад: поміщаємо кип`ятильник в ємність з водою і включаємо його в мережу. При уважному спостереженні помітні рухомі потоки води. Гарячі маси зміщуються від джерела тепла, а на їх місце надходять більш холодні.
Що може бути краще цікавої бесіди за чашкою гарячого чаю холодним зимовим вечором? При цьому досить на мить відволіктися і взятися за визирає край металевої ложки, щоб швидко відсмикнути руку, уникаючи опіку. Причина проста - деякі види теплопередачі дуже швидко нагріли метал ложки до температури води в чашці. Мова йде про теплопровідності. Ситуацій, в яких можна зустрітися з таким виглядом передачі тепла, величезна кількість. Дамо визначення: теплопровідність - це перенесення теплової енергії від більш нагрітого ділянки тіла більш холодному допомогою складових тіло часток (електрони, атоми, молекули). Окремий випадок - передача тепла між різними об`єктами, що знаходяться в зіткненні. Різні матеріали володіють різною теплопровідністю. Так, якщо нагріти один кінець дерев`яного бруска, то другий буде холодним. А от якщо проробити такий досвід з металевим прутом, то результат буде протилежний. Дана різниця обумовлена відмінністю у внутрішній структурі матеріалів.
Розглядаючи види теплопередачі, не можна не згадати передачу тепла випромінюванням. Джерело тепла генерує електромагнітні коливання з довжиною хвилі до 1000 мкм (інфрачервона частина спектру). Інтенсивність променевого потоку і температура нагрітого тіла знаходяться в прямій залежності. Щоб зрозуміти, як випромінювання переносить тепло, достатньо провести невеликий експеримент - розпалити багаття і помістити між собою і вогнем прозоре скло. Незважаючи на перешкоду, тепло все одно буде передаватися. Або подивіться на кішку, яка взимку лежить на підвіконні під променями сонця, гріючись. Все просто - у цих прикладах теплова енергія передається випромінюванням. Одна з особливостей такого способу передачі тепла - незалежність від проміжних середовищ. Якщо при конвекції перенесення відбувається самим речовиною (газом), а при теплопровідності - частинками, то випромінювання не потребує «посередниках». Так, Сонце передає своє тепло через вакуум саме за допомогою випромінювання.
Сонячна радіація Самої близькою до Землі зіркою, як відомо, є Сонце. Випромінює воно електромагнітні хвилі, мають різну довжину. Так, одні представлені у вигляді світла, інші - у вигляді інфрачервоних променів, приносять тепло, треті - це ціла група невидимих для…
Теплове випромінювання Теплове випромінювання (радіаційний) являє собою передачу теплової енергії, представлену електромагнітними хвилями, від одного тіла до іншого. Вона виникає за рахунок внутрішньої енергії даного тіла. При цьому довжина хвиль коливається від 0,74 до…
Згадуємо фізику - що таке теплоємність води? ода є одним з найдивовижніших речовин. Незважаючи на широке поширення і повсюдне використання, вона - справжня загадка природи. Будучи одним із з'єднань кисню, вода, здавалося б, повинна мати зовсім низькими такі характеристики, як температури…
Теплопровідність міді. Чудова властивість В історії людської цивілізації роль міді перебільшити неможливо. Саме з неї людина починала освоювати металургію, навчався створювати інструменти, посуд, прикраси, гроші. І все завдяки унікальним властивостям цього металу, що виявляється при сплаві…
Теплові явища - вони навколо нас Джерело енергії для Землі - Сонце. Сонячна енергія лежить в основі багатьох явищ, що відбуваються на поверхні і в атмосфері планети. Нагрівання, охолодження, випаровування, кипіння, конденсація - деякі приклади того, які теплові явища відбуваються…
Властивості повітря Властивості повітря - це його температура, атмосферний тиск, вологість, рухливість, сонячна радіація, стан електричного поля. Всі ці фактори впливають на організм людини.Комплекс фізичних факторів визначає клімат. Це такі основні властивості…
Перше і друге початок термодинаміки Перш ніж розглянути перше і друге початок термодинаміки, необхідно визначитися, що саме розуміють під терміном «термодинаміка». У даному випадку слово говорить саме за себе: у ньому неважко визначити два інших - «термо» і «динаміка». При перекладі з…
Температура плавлення - у кожного своя Як відомо, будь-яка речовина може перебувати в газоподібному, твердому і рідкому стані, причому може переходити з одного стану в інший. Досить згадати воду. Зазвичай при позитивних температурах це рідина, при негативних - тверда речовина, а при…
Різноманітні види енергії Енергія є величиною фізичної. Вона передбачає собою всю різноманітність руху природних речовин. Різним формам матерії відповідають різні види енергії.У повсякденній дійсності найбільш часто можна спостерігати безпосереднє рух і взаємодія фізичних…
Теплопровідність металів та її застосування Метали - це речовини, що мають кристалічну структуру. При нагріванні вони здатні плавитися, тобто переходити в текучий стан. Одні з них мають невисоку температуру плавлення: їх можна розплавити, помістивши в звичайну ложку і тримаючи над полум'ям…
Спектральний аналіз та види спектрів Спектр - це поняття, введене Ісааком Ньютоном в сімнадцятому столітті, що позначає сукупність всіх значень будь-якої фізичної величини. Енергії, маси, оптичного випромінювання. Саме останнє часто мається на увазі, коли ми говоримо про спектр світла.…
Явище конвекції і приклади конвекції Якщо наблизити руку до включеної електролампи або помістити долоню над гарячою плитою, можна відчути рух теплих потоків повітря. Той же ефект можна спостерігати при коливанні аркуша паперу, поміщеного над відкритим полум'ям. Обидва ефекти…
Як самостійно зробити розрахунок тепловтрат будівлі Розрахунок тепловтрат будинку можна замовити в спеціалізованій фірмі. Правда, коштує це недешево, та й перевірити результати буде неможливо. Зовсім інша справа, якщо ви навчитеся аналізувати втрати тепла в будинку самостійно. Тоді й платити нікому…