Sposoby przekazywania ciepła

SPOSOBY PRZEKAZYWANIA CIEPŁA

by Lidia Szczesiak 7c

PRZEWODNICTWO CIEPLNE

PRZEWODNICTWO CIEPLNE ZACHODZI PRZY BEZPOŚREDNIM KONTAKCIE CIAŁ O RÓŻNYCH TEMAPERATURACH

Posłuchaj ciekawych wyjaśnień

+info

OPIS ZJAWISKA

Pojawia się wtedy, gdy między obszarami tego samego ciała występuje różnica temperatur (podgrzewamy jeden koniec pręta lub jedną ścianę płyty). Cząsteczki substancji mają w różnych jej miejscach objętości różne średnie energie kinetyczne (i różne temperatury). Cząsteczki bądź atomy z miejsc o wyższej temperaturze przekazują energię cząsteczkom z obszarów chłodniejszych; w ten sposób energia następnych obszarów rośnie i proces trwa tak długo, jak długo dostarczamy ciepło i jak długo istnieje różnica temperatur. Przenoszenie energii odbywa się w tę stronę, w której jest niższa temperatura; warto podkreślić, że nie następuje przenoszenie się materii.

ZASTOSOWANIE

W praktyce przewodnictwo cieplne stosuje się przede wszystkim w ocenianiu przydatności materiałów w chłodnictwie oraz w infrastrukturze grzewczej. Przykładowo, materiały które dobrze przewodzą ciepło są stosowane między innymi w komputerach do redukcji temperatury podzespołów. Do ogrzewania nadal w wielu domach stosowane są grzejniki żeliwne, które zapewniają dobrą wymianę ciepła z otoczeniem. Dzięki poznaniu zależności wynikających ze współczynnika przewodnictwa cieplnego możemy również wytypować materiały jakie zastosujemy do ocieplenia domu, czy nawet uszycia rękawic termicznych, których używamy aby uniknąć poparzeń przy sięganiu gorących naczyń. Wszystko to sprawia, że jest to nieodłączna część naszego życia i po raz kolejny uświadamiamy sobie, że fizyka jest bliżej niż mogłoby się wydawać.

KONWEKCJA

Konwekcja to proces przekazywania ciepła związany z makroskopowym ruchem materii w gazie, cieczy lub plazmie, np. powietrzu, wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez konwekcję rozumie się również sam ruch materii związany z różnicami temperatur, który prowadzi do przenoszenia ciepła.

+info

VIDEO

Posłuchaj ciekawych wyjaśnień

Zjawisko konwekcji obserwujemy wszędzie tam, gdy pomiędzy różnymi miejscami objętości substancji występuje różnica temperatur. W wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej, dlatego rosną odległości między nimi, z czego wynika wzrost objętości i spadek gęstości. Obszar gazu lub cieczy o wyższej temperaturze i mniejszej gęstości zgodnie z prawem Archimedesa zaczyna unosić się w górę. Po drodze stykając się z obszarami chłodniejszymi, oddaje im energię. konwekcja – proces przenoszenia ciepła w wyniku makroskopowych ruchów materii w gazach i cieczach. Jeśli ten ruch fragmentów gazu lub cieczy wywołany jest różnicą gęstości, to konwekcję nazywamy swobodną. Spotyka się czasem określenie konwekcja wymuszona, kiedy ruch powietrza lub cieczy jest spowodowany dzianiem sił zewnętrznych, np. wentylatora. Tego zjawiska nie będziemy jednak omawiać w tym podręczniku.

Podsumowanie

• Konwekcją nazywamy zjawisko polegające na przenoszeniu ciepła przez poruszające się ogrzane warstwy lub obszary gazów bądź cieczy.
• Konwekcja swobodna – to ruch gazu lub cieczy spowodowany przez różnice gęstości obszarów o różnej temperaturze.
• Ze zjawiskiem konwekcji często spotykamy się na co dzień. Powietrze o wyższej temperaturze w pobliżu nagrzanego kaloryfera unosi się do góry, tam oziębia się i następnie opada.
• Zjawisko konwekcji obserwujemy wszędzie tam, gdzie pomiędzy różnymi miejscami objętości substancji występuje różnica temperatur. W wyższej temperaturze cząsteczki poruszają się szybciej, dlatego rosną odległości między nimi, stąd wzrost objętości i spadek gęstości. Obszar gazu lub cieczy o wyższej temperaturze i mniejszej gęstości zgodnie z prawem Archimedesa zaczyna unosić się w górę. Po drodze, stykając się z obszarami chłodniejszymi, oddaje im energię

ZASTOSOWANIE

Konwekcja jest jednym z kilku mechanizmów transportu energii cieplnej (wymiany ciepła), np. przenoszenie za pomocą dyfuzji molekularnej, dyfuzji turbulencyjnej, adwekcja (przenoszenie, konwekcja) ciepła. Konwekcja jest wydajnym sposobem przekazywania ciepła, ale jednocześnie silnie zależnym od substancji i warunków w jakich zachodzi. Konwekcja w atmosferze i wodzie ma duże znaczenie w kształtowaniu klimatu i pogody na Ziemi.

PROMIENIOWANIE

Promieniowanie to sposób przekazywania ciepła na odległość. Polega na przenoszeniu energii przez promieniowanie elektromagnetyczne emitowane w wyniku cieplnego ruchu cząsteczek. Wymiana ciepła przez promieniowanie nie wymaga obecności ośrodka pomiędzy ciałami, między którymi ciepło jest wymieniane, czyli może zachodzić przez próżnię.

+info

VIDEO

Warto obejrzeć na żywo

+info

+info

PODSUMOWANIE

+info

VIDEO

Zrób to sam!

ZASTOSOWANIE

Absorpcja promieniowania przez materię jest wykorzystywana w wielu metodach badawczo-pomiarowych, np. radiografii przemysłowej, rentgenografii strukturalnej. W medycynie - radiologii: w celach leczniczych i diagnostycznych (radioterapia, medycyna nuklearna).

Dziękuję za obejrzenie