Primeri prenosa toplote v naravi, doma

Termična energija je izraz, ki ga uporabljamo za opis nivoja aktivnosti molekul v objektu. Povečana vznemirjenost, tako ali drugače, je povezana s povišanjem temperature, medtem ko se pri hladnih predmetih atomi gibljejo veliko počasneje.

Primeri prenosa toplote lahko najdemo povsod - v naravi, tehnologiji in vsakdanjem življenju.

Primeri prenosa toplote

Največji primer prenosa toplote je sonce, ki ogreje planet Zemljo in vse, kar je na njej. V vsakdanjem življenju lahko najdete veliko teh možnosti, le v veliko manj globalnem smislu. Torej, kakšne primere prenosa toplote lahko opazujete v vsakdanjem življenju?

Tukaj je nekaj:

• Plinski ali električni štedilnik in, na primer, cvrtje za pršenje jajc.
• Avtomobilska goriva, kot je bencin, so viri toplotne energije za motor.
• Vključeni opekač obrne kos kruha v toast. To je posledica sevalne toplotne energije tosta, ki črpa vlažnost iz kruha in jo naredi krhka.
• Vroča skodelica vročega čajevca segreje vaše roke.
• Vsak plamen, od ognjenega plamena do ogromnih gozdnih požarov.
• Ko je led nameščen v kozarcu vode, se toplota energije iz vode topi, to je sama voda vir energije.
• Radiator ali ogrevalni sistem v hiši zagotavlja toploto za dolge in hladne zimske mesece.
• Konvencionalne peči so viri konvekcije, zaradi česar se živilski izdelek, ki se nahaja v njih, segreje in se začne kuhanje.
• Primeri prenosa toplote se lahko opazijo tudi v vašem telesu, pri čemer ponesete košček ledu v roko.
• Termična energija je celo znotraj mačke, ki lahko ogreje kolena gostitelja.

Toplota je gibanje

Toplotni tokovi so v stalnem gibanju. Glavne metode njihovega prenosa lahko imenujemo konvencija, sevanje in prevodnost. Podrobneje si oglejmo te koncepte.

Kaj je prevodnost?

Verjetno so mnogi večkrat opazili, da se v isti sobi občutki dotikanja tal lahko popolnoma razlikujejo. To je lepo in toplo, da hodi na preprogi, ampak če greš v kopalnico bosi, čutiti hlad takoj daje občutek radosti. Samo ne v primeru ogrevanja tal.

Torej, zakaj je ploščica zamrznjena? Vse je zaradi toplotne prevodnosti. To je ena od treh vrst prenosov toplote. Kadar sta dva predmeta različnih temperatur v stiku med seboj, bo toplotna energija potovala med njimi. Primeri prenosa toplote v tem primeru lahko navedemo naslednje: drži kovinsko ploščo, je drugi konec, ki jo namestimo na plamen sveče, s časom lahko čutijo bolečino in pekoč občutek, in ob dotiku ročaja ponve železa z vrelo vodo, se lahko spali.

Faktorji prevodnosti

Dobra ali slaba prevodnost je odvisna od več dejavnikov:

• Vrsta in kakovost materiala, iz katerega so predmeti izdelani.
• Površina dveh predmetov v stiku.
• Temperaturna razlika med obema predmetoma.
• Debelina in velikost predmetov.

V obliki enačb, to je, kot sledi: hitrost prenosa toplote s predmetom je enako toplotno prevodnost materiala, iz katerega je izdelan predmet, pomnoženo s površino v stiku, pomnožen s temperaturno razliko med dvema objektoma, in deli z debelino materiala. Preprosto je.

Primeri prevodnosti

Neposredni prenos toplote iz enega predmeta v drugega se imenuje prevodnost, snovi, ki vodijo toploto, imenujemo prevodniki. Nekateri materiali in snovi se s to nalogo ne spopadajo dobro, se imenujejo izolatorji. Ti vključujejo les, plastiko, steklo iz stekla in celo zrak. Kot je znano, izolatorji dejansko ne ustavijo pretoka toplote, temveč le do neke mere upočasnjujejo.

Konvekcija

Ta vrsta prenosa toplote, kot je konvekcija, poteka v vseh tekočinah in plinih. Takšne primere prenosa toplote lahko najdete v naravi in ​​v vsakdanjem življenju. Ko se tekočina segreje, molekule v spodnjem delu pridobivajo energijo in začnejo se gibati hitreje, kar povzroči zmanjšanje gostote. Molekule tople tekočine se začnejo premikati navzgor, medtem ko hladilnik (gubejša tekočina) začne potopiti. Ko kul molekule dosežejo dno, znova dobijo svoj delež energije in si ponovno prizadevajo za vrh. Ciklus se nadaljuje, dokler je na dnu vir toplote.

Primeri naravno pojavljajoče prenosa toplote vključujejo naslednje: s posebno gorilnik opremljen topel zrak, polnjenje prostora balon, lahko dvigne celotno strukturo na dovolj večjo višino, je dejstvo, da je topel zrak lažji od mraza.

Sevanje

Ko sedite pred ognjem, ogrejte toploto, ki prihaja od njega. Enako se zgodi, če roko položite v žarnico, ki se ne prižge, ne da bi jo dotaknili. Tudi vi boste občutili toploto. Največji primeri prenosa toplote v vsakdanjem življenju in naravi vodijo sončna energija. Vsak dan toplota sonca prehaja skozi 146 milijonov km praznega prostora vse do same Zemlje. To je gonilna sila za vse oblike in sisteme življenja, ki danes obstajajo na našem planetu. Brez tega načina prenosa bi bili v velikih težavah in svet ne bi bil enak, kot ga poznamo.

Sevanje je prenos toplote skozi elektromagnetne valove, najsi gre za radijske valove, infrardeče, rentgenske ali celo vidne svetlobe. Vsi predmeti sevajo in absorbirajo sevajočo energijo, vključno s samim osebo, vendar ne vsi predmeti in snovi enako dobro spopadajo s to nalogo. Primeri prenosa toplote v vsakodnevnem življenju lahko obravnavamo z uporabo običajne antene. Praviloma dobro vžge dobro in absorbira. Kar se tiče Zemlje, potrebuje energijo od sonca in ga nato vrne v vesolje. Ta sevalna energija se imenuje zemeljsko sevanje in to je tisto, kar omogoča življenje na planetu.

Primeri prenosa toplote v naravi, življenju, tehnologiji

Prenos energije, zlasti toplote, je temeljno področje raziskav za vse inženirje. Sevanje omogoča, da je Zemlja primerna za bivanje in daje obnovljivo sončno energijo. Konvekcija je osnova mehanike, ki je odgovorna za pretok zraka v stavbah in izmenjavo zraka v domovih. Prevodnost vam omogoča segrevanje posode, samo tako, da ga postavite na ogenj.

Številni primeri prenosa toplote v inženirstvu in naravi so očitni in se pojavljajo povsod v našem svetu. Skoraj vsi imajo pomembno vlogo, zlasti na področju strojništva. Na primer pri projektiranju prezračevalnega sistema v stavbi inženirji izračunajo prenos toplote stavbe v njegovi bližini in notranji prenos toplote. Poleg tega izbirajo tudi materiale, ki zmanjšujejo ali povečajo prenos toplote prek posameznih komponent, da optimizirajo učinkovitost.

Izhlapevanje

Ko se atomi ali molekule tekočine (npr voda) izpostavljen znatne količine plina, se nagibajo k spontano vstop v plinastem stanju ali upari. To je zato, ker se molekule nenehno premikajo v različnih smereh s naključnimi hitrostmi in se med seboj trčijo. Med temi procesi nekateri med njimi dobijo kinetično energijo, ki zadostuje za odvračanje vira ogrevanja.

Vendar pa vse molekule ne morejo izhlapeti in postati vodne pare. Vse je odvisno od temperature. Torej, voda v steklu upari počasneje kot v pan, ogrevani na peč. Vrela voda bistveno poveča energijo molekul, kar pa pospešuje proces izhlapevanja.

Osnovni pojmi

• Prevodnost je prenos toplote skozi snovi z neposrednim stikom z atomi ali molekulami.
• Konvekcija je prenos toplote zaradi kroženja plina (npr. Zraka) ali tekočine (npr. Vode).
• Sevanje je razlika med absorbirano in odbito količino toplote. Ta sposobnost je močno odvisna od barve, črni predmeti absorbirajo več toplote kot lahki.
• Izhlapevanje je proces, v katerem atomi ali molekule v tekočem stanju dobivajo dovolj energije, da postanejo plin ali hlapi.
• Toplogrednih plinov - To so plini, ki ustvarjajo toplogredni učinek v sončnem ozračju v Zemljini atmosferi. Obstajata dve glavni kategoriji - vodna para in ogljikov dioksid.
• Obnovljivi viri energije - so brezmejni viri, ki se hitro in naravno polnijo. Tukaj so naslednji primeri prenosa toplote v naravi in ​​tehnologiji: vetrovi in ​​energija sonca.
• Toplotna prevodnost je hitrost prenosa toplote skozi material.
• Termično ravnotežje je stanje, v katerem so vsi deli sistema v istem temperaturnem režimu.

Uporaba v praksi

Številni primeri prenosa toplote v naravi in ​​tehnologiji (slike zgoraj) kažejo, da je treba te procese dobro preučiti in služiti za dobro. Inženirji uporabljajo svoje znanje o principih prenosa toplote, raziskujejo nove tehnologije, ki vključujejo uporabo obnovljivih virov in so manj škodljive za okolje. Ključna točka je razumevanje, da prenos energije odpira neskončne možnosti za inženirske rešitve in ne le.