Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας στη φύση, ζωή

Η θερμική ενέργεια είναι ο όρος που χρησιμοποιούμε για να περιγράψει το επίπεδο της δραστηριότητας των μορίων σε ένα αντικείμενο. Αυξημένη ενθουσιασμό ένα ή τον άλλο τρόπο, που σχετίζεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, ενώ στα κρύα αντικείμενα άτομα κινούνται πολύ πιο αργή.

Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας μπορεί να βρεθεί παντού - στη φύση, την τέχνη και την καθημερινή ζωή.

Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας

Το μεγαλύτερο παράδειγμα είναι η μεταφορά θερμότητας από τον ήλιο, η οποία θερμαίνει τη Γη πλανήτη και όλα που είναι εκεί. Στην καθημερινή ζωή, μπορείτε να βρείτε πολλές παρόμοιες επιλογές, αλλά σε πολύ λιγότερο μια παγκόσμια αίσθηση. Έτσι, ποια είναι τα παραδείγματα της μεταφοράς θερμότητας μπορεί να παρατηρηθεί στην καθημερινή ζωή;

Εδώ είναι μερικά από αυτά:

• Αέριο ή ηλεκτρική κουζίνα, για παράδειγμα, τηγάνι για το τηγάνισμα των αυγών.
• Automotive καύσιμα όπως βενζίνη, είναι η πηγή της θερμότητας για τη μηχανή.
• Περιλαμβάνεται τοστιέρα μετατρέπει το ψωμί σε τοστ. Αυτό οφείλεται στη θερμική ακτινοβολία ενέργειας τοστ, το οποίο αντλεί την υγρασία από το ψωμί και το κάνει τραγανά.
• Ζεστό φλιτζάνι αχνιστό κακάο ζεσταίνει τα χέρια.
• Κάθε φλόγα από τη φλόγα του αγώνα και τελειώνει τεράστιες δασικές πυρκαγιές.
• Όταν ο πάγος τοποθετείται σε ένα ποτήρι νερό, τη θερμική ενέργεια από το ύδωρ λιώνει, δηλαδή το ίδιο το νερό αποτελεί πηγή ενέργειας.
• καλοριφέρ ή θέρμανση προσφέρει ζεστασιά στο σπίτι κατά τη διάρκεια της μακράς και κρύους μήνες του χειμώνα.
• Συμβατικά φούρνοι είναι πηγές συναγωγή, σύμφωνα με την οποία τοποθετούνται σε αυτά το τρόφιμο προϊόν θερμαίνεται, και ξεκινάει η διαδικασία μαγειρέματος.
• Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας μπορεί να δει κανείς στο ίδιο του το σώμα, λαμβάνοντας στο χέρι του ένα κομμάτι πάγου.
• Η θερμική ενέργεια είναι, ακόμη και σε μια γάτα, η οποία μπορεί να ζεστάνει τα γόνατα υποδοχής.

Θερμότητας - ένα κίνημα

ροές θερμότητας βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Οι κύριες μέθοδοι της μετάδοσης μπορούν να αναφερθούν σύμβαση, ακτινοβολίας και αγωγιμότητας. Ας ρίξουμε μια ματιά σε αυτές τις έννοιες με περισσότερες λεπτομέρειες.

Τι είναι η αγωγιμότητα;

Ίσως πολλές φορές παρατηρήσει ότι σε ένα και το ίδιο το δωμάτιο το συναίσθημα να αγγίξει το πάτωμα μπορεί να είναι αρκετά διαφορετική. Είναι ωραίο και ζεστό για να περπατήσει πάνω στο χαλί, αλλά αν πάτε στο μπάνιο χωρίς παπούτσια, ψηλαφητή δροσιά δίνει αμέσως την αίσθηση της χαράς. Όχι στην περίπτωση όπου υπάρχει ενδοδαπέδια θέρμανση.

Γιατί, λοιπόν, πλακάκια επιφάνεια παγώνει; Είναι όλα λόγω της θερμικής αγωγιμότητας. Αυτό είναι ένα από τα τρία είδη της μεταφοράς θερμότητας. Όποτε δύο αντικείμενα διαφορετικού θερμοκρασίες είναι σε επαφή μεταξύ τους, η θερμική ενέργεια θα περάσει ανάμεσά τους. Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας σε αυτή την περίπτωση μπορούμε να αναφέρουμε τα εξής: κρατώντας το μεταλλική πλάκα, το άλλο άκρο του οποίου τοποθετείται πάνω από φλόγα ενός κεριού, με το χρόνο μπορεί να αισθανθεί τον πόνο και αίσθημα καύσου, και όταν αγγίζοντας το ολοχειριστή σιδήρου με βραστό νερό μπορεί να καούν.

παράγοντα αγωγού

Η καλή ή κακή αγωγιμότητα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

• Το είδος και η ποιότητα του υλικού από το οποίο γίνονται εμπορεύματα.
• Το εμβαδόν επιφανείας των δύο αντικειμένων σε επαφή.
• Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο αντικειμένων.
• Το πάχος και το μέγεθος των αντικειμένων.

Σε μορφή εξισώσεως, αυτό είναι ως εξής: Ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας προς το αντικείμενο είναι ίση με την θερμική αγωγιμότητα του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται το αντικείμενο, πολλαπλασιασμένη με το εμβαδόν επιφάνειας σε επαφή πολλαπλασιαζόμενο με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ δύο αντικειμένων, και διαιρείται με το πάχος του υλικού. Είναι απλό.

παραδείγματα αγωγιμότητα

Άμεση μεταφορά θερμότητας από ένα αντικείμενο στο άλλο ονομάζεται αγωγιμότητα και ουσίες που άγει θερμότητα καλά, που ονομάζεται αγωγούς. Μερικά υλικά και ουσίες που δεν αντιμετωπίσει αυτό το έργο, που ονομάζονται μονωτές. Αυτές περιλαμβάνουν ξύλο, πλαστικό, φίμπεργκλας και ακόμη και τον αέρα. Είναι γνωστό ότι οι μονωτήρες δεν σταματούν πραγματικά τη ροή της θερμότητας, και αυτό ακριβώς επιβραδύνει τον ένα ή τον άλλο βαθμό.

μεταγωγή

Αυτή η μορφή της μεταφοράς θερμότητας, όπως συναγωγή λαμβάνει χώρα σε όλα τα υγρά και τα αέρια. Τέτοια παραδείγματα μπορούν να βρεθούν στη φύση και τη μεταφορά θερμότητας στο σπίτι. Όταν το υγρό θερμαίνεται, τα μόρια στο κάτω μέρος του κερδίζει ενέργειας και αρχίζουν να κινούνται ταχύτερα, πράγμα που οδηγεί σε μείωση της πυκνότητας. Ζεστό υγρό μόρια αρχίζουν να κινούνται προς τα πάνω, ενώ ο ψύκτης (πιο πυκνό ρευστό) αρχίζει να βουλιάζει. Μόλις κρυώσουν τα μόρια φθάνουν μέχρι τον πυθμένα, που λαμβάνουν και πάλι το μερίδιό τους της ενέργειας και ξανά προσβλέπουν στην κορυφή. Ο κύκλος συνεχίζεται για όσο διάστημα υπάρχει μια πηγή θερμότητας στο κατώτατο σημείο.

Παραδείγματα φυσικά απαντώμενων μεταφοράς θερμότητας περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: χρησιμοποιώντας ένα ειδικό καυστήρα εξοπλισμένο θερμού αέρα, γεμίζοντας τον χώρο μπαλόνι, μπορεί να αυξήσει το σύνολο της δομής σε αρκούντως μεγαλύτερο ύψος, το γεγονός είναι ότι ο θερμός αέρας είναι ελαφρύτερο από το κρύο.

ακτινοβολία

Όταν κάθεστε μπροστά από τη φωτιά, ζεσταίνει που προέρχονται από τον ζεστό. Το ίδιο συμβαίνει και αν σας φέρει ένα χέρι σε μια λάμπα καίει, χωρίς να το αγγίξει. Θα αισθανθείτε επίσης τη θερμότητα. Τα μεγαλύτερα παραδείγματα της θερμότητας στο σπίτι και τη φύση οδήγησε ηλιακή ενέργεια. Κάθε μέρα ο ήλιος περνά μέσα από τη φωτιά 146 Mill. Χλμ κενό μέχρι την ίδια τη γη. Αυτή είναι η κινητήρια δύναμη για όλες τις μορφές ζωής και τα συστήματα που υπάρχουν στον πλανήτη μας σήμερα. Χωρίς αυτή τη μέθοδο μετάδοσης, θα είναι στο μεγάλο πρόβλημα, και ο κόσμος θα ήταν μεγάλο λάθος, όπως την ξέρουμε.

Ακτινοβολία - μια μεταφορά θερμότητας με χρήση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, αν οι ραδιοκύματα, υπέρυθρες, ακτίνες Χ ή ορατό φως. Όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν και απορροφούν ενέργεια ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένου τον ίδιο τον άνθρωπο, αλλά δεν είναι όλα τα αντικείμενα και ουσίες για να αντιμετωπίσει αυτό το έργο εξίσου καλά. Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας στο σπίτι μπορεί να θεωρηθεί με τη χρήση συμβατικών κεραιών. Κατά κανόνα, τι είναι καλό ακτινοβολεί και απορροφά επίσης. Όσο για τη γη, παίρνει ενέργεια από τον ήλιο, και στη συνέχεια το στέλνει πίσω στο διάστημα. Αυτή η ενέργεια της ακτινοβολίας που ονομάζεται ακτινοβολία της Γης, και αυτό είναι ό, τι επιτρέπει η ίδια η ζωή στον πλανήτη.

Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας στη φύση, τη ζωή, Μηχανική

Η μεταφορά της ενέργειας, ιδιαίτερα της θερμότητας, είναι μια θεμελιώδης περιοχή της μελέτης για όλους τους μηχανικούς. Η ακτινοβολία καθιστά τη Γη κατοικήσιμη και παρέχει ανανεώσιμη ηλιακή ενέργεια. Κυκλοθερμικοί είναι η βάση της μηχανικής, είναι υπεύθυνη για τη ροή του αέρα σε κτίρια και αερισμό των κτιρίων. Η αγωγιμότητα επιτρέπει τη θέρμανση το τηγάνι, απλά βάζοντας στη φωτιά.

Πολλά παραδείγματα της μεταφοράς θερμότητας στην τέχνη και τη φύση είναι προφανής και βρίσκονται παντού στον κόσμο μας. Σχεδόν όλοι τους παίζουν σημαντικό ρόλο, ιδίως στον τομέα της μηχανολογίας. Για παράδειγμα, κατά τον σχεδιασμό ενός συστήματος κτιρίου εξαερισμού μηχανικοί υπολογίζουν την απώλεια θερμότητας του κτιρίου στο περιβάλλον του, καθώς και εσωτερική μεταφορά θερμότητας. Επιπλέον, επιλέγουν υλικά που ελαχιστοποιούν ή μεγιστοποιήσουν την μεταφορά της θερμότητας μέσα από τα μεμονωμένα συστατικά για τη βελτιστοποίηση της αποδοτικότητας.

εξάτμιση

Όταν τα άτομα ή μόρια ενός υγρού (π.χ. νερού) εκτίθενται σε σημαντικό ποσό του αερίου, τείνουν να εισέλθουν αυθόρμητα σε μία αέρια κατάσταση ή εξατμίζονται. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια κινούνται συνεχώς σε διαφορετικές κατευθύνσεις τυχαία ταχύτητες και συγκρούονται μεταξύ τους. Κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών, ορισμένοι από αυτούς λαμβάνουν κινητική ενέργεια αρκετή για να ωθήσει μακριά από την πηγή θέρμανσης.

Ωστόσο, δεν είναι όλα τα μόρια έχουν χρόνο για να εξατμιστεί και να γίνει ατμός. Όλα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Έτσι, σε ένα ποτήρι νερό θα εξατμίζεται πιο αργά από ό, τι στη θερμαινόμενη κατσαρόλα στο μάτι της κουζίνας. Βραστό νερό αυξάνει σημαντικά την ενέργεια των μορίων, η οποία με τη σειρά του επιταχύνει τη διαδικασία εξάτμισης.

βασικές έννοιες

• Αγωγιμότητα - είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω μιας ουσίας από την άμεση επαφή των ατόμων ή μορίων.
• Κυκλοθερμικοί - είναι η μεταφορά της θερμότητας με την κυκλοφορία του αερίου (π.χ. αέρα) ή υγρό (π.χ., νερό).
• Ακτινοβολία - είναι η διαφορά μεταξύ της απορρόφησης και ανάκλασης του ποσού της θερμότητας. Η ικανότητα αυτή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το χρώμα, το μαύρο αντικείμενα απορροφούν περισσότερη θερμότητα από το φως.
• Εξάτμιση - είναι η διαδικασία με την οποία άτομα ή μόρια σε υγρή κατάσταση αποκτάται αρκετή ενέργεια για να γίνει ένα αέριο ή ατμό.
• Τα αέρια του θερμοκηπίου - αερίων που παγιδεύουν την ηλιακή θερμότητα στην ατμόσφαιρα, δημιουργώντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες - είναι υδρατμούς και διοξείδιο του άνθρακα.
• Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - είναι απεριόριστες πόρους που γρήγορα και φυσικά αναπληρώνονται. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει τα ακόλουθα παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας στη φύση και την τεχνολογία: η αιολική και η ηλιακή ενέργεια.
• Θερμική αγωγιμότητα - ο ρυθμός με τον οποίο το υλικό μεταδίδει θερμότητα μέσα από το ίδιο.
• Θερμική ισορροπία - μια κατάσταση στην οποία όλα τα μέρη του συστήματος βρίσκονται στην ίδια περιοχή θερμοκρασιών.

Εφαρμογή στην πράξη

Πολλά παραδείγματα της μεταφοράς θερμότητας στη φύση και την τεχνολογία (επάνω εικόνα) δείχνουν ότι οι διαδικασίες αυτές θα πρέπει να μελετηθεί καλά και σερβίρεται καλό. Μηχανικοί χρησιμοποιούν τις γνώσεις τους από τις αρχές της μεταφοράς θερμότητας, έρευνα νέων τεχνολογιών, οι οποίες περιλαμβάνουν τη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και είναι λιγότερο επιβλαβή για το περιβάλλον. Το βασικό σημείο είναι να καταλάβουμε ότι η μεταφορά ενέργειας ανοίγει απεριόριστες δυνατότητες για λύσεις μηχανικής και όχι μόνο.