Termisk energi er begrepet vi bruker for å beskrive aktivitetsnivået til molekyler i en gjenstand. Økt eksitasjon er på en eller annen måte assosiert med en temperaturøkning, mens i kalde objekter beveger atomer seg mye langsommere.
Eksempler på varmeoverføring finnes over alt – i naturen, teknologien og hverdagen.
Eksempler på varmeoverføring
Det største eksemplet på varmeoverføring er solen, som varmer opp planeten Jorden og alt på den. I hverdagen kan du finne mange lignende alternativer, bare i en mye mindre global forstand. Så, hva er noen eksempler på varmeoverføring i hverdagen?
Her er noen av dem:
- Gass- eller elektrisk komfyr og for eksempel en stekepanne for steking av egg.
- Bildrivstoff som bensin gir termisk energi til motoren.
- Den medfølgende brødristeren forvandler et stykke brød til toast. Det er assosiert med strålendeden termiske energien til toasten, som trekker fuktighet ut av brødet og gjør det sprøtt.
- En varm kopp med dampende kakao varmer hendene.
- Alle flammer, fra fyrstikkflammer til massive skogbranner.
- Når is legges i et glass vann, smelter den termiske energien fra vannet det, det vil si at vannet i seg selv er en energikilde.
- Radiatoren eller varmesystemet i hjemmet ditt gir varme i de lange, kalde vintermånedene.
- Konvensjonelle ovner er kilder til konveksjon, som et resultat av at maten som er plassert i dem varmes opp og tilberedningsprosessen starter.
- Eksempler på varmeoverføring kan observeres i din egen kropp, når du tar en isbit i hånden.
- Termisk energi er til og med inne i katten, som kan varme eierens knær.
Varme er bevegelse
Varmestrømmer er i konstant bevegelse. De viktigste måtene for deres overføring kan kalles konvensjon, stråling og ledning. La oss se på disse konseptene mer detaljert.
Hva er konduktivitet?
Kanskje mange har lagt merke til mer enn en gang at følelsene fra å berøre gulvet kan være helt forskjellige i samme rom. Det er godt og varmt å gå på teppet, men hvis du går inn på badet med bare føtter, gir en merkbar kjølighet umiddelbart en følelse av munterhet. Ikke der det er gulvvarme.
Så hvorfor fryser den flislagte overflaten? Det er alt forditermisk ledningsevne. Det er en av tre typer varmeoverføring. Når to objekter med forskjellige temperaturer er i kontakt med hverandre, vil termisk energi passere mellom dem. Eksempler på varmeoverføring i dette tilfellet inkluderer følgende: å holde på en metallplate, den andre enden av den er plassert over flammen til et stearinlys, over tid kan du føle svie og smerte, og i det øyeblikket du berører strykejernet håndtak av en kjele med kokende vann, kan du bli brent.
Konduktivitetsfaktorer
God eller dårlig ledningsevne avhenger av flere faktorer:
- Typen og kvaliteten på materialet som gjenstandene er laget av.
- Overflatearealet til to gjenstander i kontakt.
- Temperaturforskjell mellom to objekter.
- Tykkelsen og størrelsen på varer.
I likningsform ser det slik ut: Hastigheten for varmeoverføring til et objekt er lik varmeledningsevnen til materialet som objektet er laget av, ganger overflatearealet ved kontakten, ganger temperaturforskjellen mellom de to objektene, og delt på tykkelsen på materialet. Det er enkelt.
Eksempler på konduktivitet
Den direkte overføringen av varme fra en gjenstand til en annen kalles ledning, og stoffer som leder varme godt kalles ledere. Noen materialer og stoffer takler ikke denne oppgaven godt, de kalles isolatorer. Disse inkluderer tre, plast, glassfiber og til og med luft. Som du vet, stopper ikke isolatorer strømmen.varme, men bare bremse ned til en eller annen grad.
Konveksjon
Denne typen varmeoverføring, som konveksjon, forekommer i alle væsker og gasser. Du kan finne slike eksempler på varmeoverføring i naturen og i hverdagen. Når væsken varmes opp, får molekylene på bunnen energi og beveger seg raskere, noe som resulterer i en reduksjon i tetthet. De varme væskemolekylene begynner å bevege seg oppover mens kjølevæsken (den tettere væsken) begynner å synke. Etter at de kule molekylene når bunnen, får de igjen sin del av energien og tenderer igjen til toppen. Syklusen fortsetter så lenge det er en varmekilde i bunnen.
Eksempler på varmeoverføring i naturen kan gis som følger: ved hjelp av en spesialutstyrt brenner kan varm luft, som fyller rommet til en ballong, heve hele strukturen til en tilstrekkelig høy høyde, tingen er at varm luft er lettere enn kald luft.
Stråling
Når du sitter foran et bål, blir du oppvarmet av varmen som kommer fra den. Det samme skjer hvis du fører håndflaten til en brennende lyspære uten å berøre den. Du vil også føle deg varm. De største eksemplene på varmeoverføring i hverdagen og naturen ledes av solenergi. Hver dag passerer solens varme gjennom 146 millioner km med tomt rom helt til selve jorden. Det er drivkraften bak alle former og systemer for liv som finnes på planeten vår i dag. Uten denne overføringsmåten ville vi vært i store problemer, og verden ville ikke vært den samme som vi er.vi kjenner ham.
Stråling er overføring av varme ved hjelp av elektromagnetiske bølger, enten det er radiobølger, infrarødt, røntgenstråler eller til og med synlig lys. Alle objekter sender ut og absorberer strålingsenergi, inkludert personen selv, men ikke alle objekter og stoffer takler denne oppgaven like godt. Eksempler på varmeoverføring i hverdagen kan vurderes ved bruk av en konvensjonell antenne. Som regel er det som stråler godt også godt til å absorbere. Når det gjelder jorden, mottar den energi fra solen, og gir den deretter tilbake til verdensrommet. Denne strålingsenergien kalles terrestrisk stråling, og det er det som gjør livet på planeten mulig.
Eksempler på varmeoverføring i naturen, hverdagen, teknologi
Transmisjon av energi, spesielt termisk, er et grunnleggende studieområde for alle ingeniører. Stråling gjør jorden beboelig og gir fornybar solenergi. Konveksjon er grunnlaget for mekanikk, er ansvarlig for luftstrøm i bygninger og luftveksling i hus. Konduktivitet lar deg varme opp en gryte ved å sette den på brann.
Tallige eksempler på varmeoverføring i teknologi og natur er åpenbare og finnes i hele vår verden. Nesten alle av dem spiller en viktig rolle, spesielt innen maskinteknikk. For eksempel, når de designer en bygnings ventilasjonssystem, beregner ingeniører varmeoverføringen fra bygningen rundt den, samt intern varmeoverføring. I tillegg velger de materialer som minimerer eller maksimerer varmeoverføringen.gjennom individuelle komponenter for å optimalisere effektiviteten.
Evaporation
Når atomene eller molekylene i en væske (som vann) eksponeres for et betydelig volum gass, har de en tendens til å spontant gå inn i en gassform eller fordampe. Dette er fordi molekylene hele tiden beveger seg i forskjellige retninger i tilfeldige hastigheter og kolliderer med hverandre. Under disse prosessene mottar noen av dem kinetisk energi tilstrekkelig til å avvise seg selv fra varmekilden.
Det er imidlertid ikke alle molekyler som rekker å fordampe og bli vanndamp. Alt avhenger av temperaturen. Så vann i et glass vil fordampe langsommere enn i en panne oppvarmet på komfyren. Kokende vann øker energien til molekylene kraftig, noe som igjen setter fart på fordampningsprosessen.
Grunnleggende konsepter
- Konduktivitet er overføring av varme gjennom et stoff ved direkte kontakt med atomer eller molekyler.
- Konveksjon er overføring av varme gjennom sirkulasjonen av en gass (som luft) eller en væske (som vann).
- Stråling er forskjellen mellom mengden varme som absorberes og reflekteres. Denne evnen er svært fargeavhengig, svarte gjenstander absorberer mer varme enn lyse gjenstander.
- Fordampning er prosessen der atomer eller molekyler i flytende tilstand får nok energi til å bli en gass eller damp.
- Drivhusgasser er gasser som fanger solvarmen i jordens atmosfære og produserer en klimagass. Effekt. Det er to hovedkategorier – vanndamp og karbondioksid.
- Fornybare energikilder er ubegrensede ressurser som fylles opp raskt og naturlig. Disse inkluderer følgende eksempler på varmeoverføring i natur og teknologi: vind og solenergi.
- Vermeledningsevne er hastigheten som et materiale overfører termisk energi gjennom seg selv.
- Termisk likevekt er en tilstand der alle deler av systemet er i samme temperaturregime.
Praktisk bruk
Tallrike eksempler på varmeoverføring i natur og teknologi (bildene over) indikerer at disse prosessene bør studeres godt og serveres for godt. Ingeniører bruker sin kunnskap om prinsippene for varmeoverføring, forsker på nye teknologier som er assosiert med bruk av fornybare ressurser og er mindre ødeleggende for miljøet. Nøkkelen er å forstå at energioverføring åpner for uendelige muligheter for tekniske løsninger og mer.
