Termiese energie is die term wat ons gebruik om die vlak van aktiwiteit van molekules in 'n voorwerp te beskryf. Verhoogde opwekking word, op een of ander manier, geassosieer met 'n toename in temperatuur, terwyl atome in koue voorwerpe baie stadiger beweeg.
Voorbeelde van hitte-oordrag kan oral gevind word - in die natuur, tegnologie en alledaagse lewe.
Voorbeelde van hitte-oordrag
Die grootste voorbeeld van hitte-oordrag is die son, wat die planeet Aarde en alles daarop warm maak. In die alledaagse lewe kan jy baie soortgelyke opsies vind, net in 'n baie minder globale sin. So, wat is 'n paar voorbeelde van hitte-oordrag in die alledaagse lewe?
Hier is 'n paar van hulle:
- Gas of elektriese stoof en byvoorbeeld 'n braaipan om eiers te braai.
- Motorbrandstowwe soos petrol verskaf termiese energie aan die enjin.
- Die meegeleverde broodrooster verander 'n stukkie brood in roosterbrood. Dit word geassosieer met stralendedie termiese energie van die roosterbrood, wat vog uit die brood trek en dit bros maak.
- 'n Warm koppie stomende kakao maak hande warm.
- Enige vlam, van vuurhoutjievlamme tot massiewe bosbrande.
- Wanneer ys in 'n glas water geplaas word, smelt die termiese energie van die water dit, dit wil sê, die water self is 'n bron van energie.
- Die verkoeler of verhittingstelsel in jou huis verskaf warmte gedurende die lang, koue wintermaande.
- Konvensionele oonde is bronne van konveksie, waardeur die kos wat daarin geplaas word verhit word en die gaarmaakproses begin.
- Voorbeelde van hitte-oordrag kan in jou eie liggaam waargeneem word, terwyl jy 'n stukkie ys in jou hand neem.
- Termiese energie is selfs binne-in die kat, wat die eienaar se knieë kan warm maak.
Hitte is beweging
Hittevloei is voortdurend in beweging. Die belangrikste maniere van hul oordrag kan konvensie, bestraling en geleiding genoem word. Kom ons kyk na hierdie konsepte in meer besonderhede.
Wat is geleidingsvermoë?
Miskien het baie al meer as een keer opgemerk dat in dieselfde kamer die sensasies van die aanraking van die vloer heeltemal anders kan wees. Dit is lekker warm om op die mat te loop, maar as jy kaalvoet by die badkamer ingaan, gee’n merkbare koelte dadelik’n gevoel van vrolikheid. Nie waar daar ondervloerse verhitting is nie.
So hoekom vries die geteëlde oppervlak? Dit is alles omdattermiese geleidingsvermoë. Dit is een van drie tipes hitte-oordrag. Wanneer twee voorwerpe van verskillende temperature met mekaar in aanraking is, sal termiese energie tussen hulle beweeg. Voorbeelde van hitte-oordrag in hierdie geval sluit die volgende in: vashou aan 'n metaalplaat waarvan die ander kant oor die vlam van 'n kers geplaas is, met verloop van tyd kan jy brand en pyn voel, en op die oomblik wat jy aan die yster raak handvatsel van 'n pot kookwater, jy kan verbrand word.
Geleidingsfaktore
Goeie of slegte geleidingsvermoë hang van verskeie faktore af:
- Die tipe en kwaliteit van die materiaal waaruit die voorwerpe gemaak is.
- Die oppervlakte van twee voorwerpe wat in kontak is.
- Temperatuurverskil tussen twee voorwerpe.
- Dikte en grootte van items.
In vergelykingvorm lyk dit so: Die tempo van hitte-oordrag na 'n voorwerp is gelyk aan die termiese geleidingsvermoë van die materiaal waaruit die voorwerp gemaak is, keer die oppervlakarea by die kontak, keer die temperatuurverskil tussen die twee voorwerpe, en gedeel deur die dikte van die materiaal. Dit is eenvoudig.
Voorbeelde van geleidingsvermoë
Die direkte oordrag van hitte van een voorwerp na 'n ander word geleiding genoem, en stowwe wat hitte goed gelei, word geleiers genoem. Sommige materiale en stowwe hanteer nie hierdie taak goed nie, dit word isolators genoem. Dit sluit in hout, plastiek, veselglas en selfs lug. Soos u weet, stop isolators nie eintlik die vloei nie.hitte, maar vertraag dit eenvoudig tot een of ander graad.
Konveksie
Hierdie tipe hitte-oordrag, soos konveksie, vind in alle vloeistowwe en gasse plaas. U kan sulke voorbeelde van hitte-oordrag in die natuur en in die alledaagse lewe vind. Soos die vloeistof warm word, kry die molekules aan die onderkant energie en beweeg vinniger, wat 'n afname in digtheid tot gevolg het. Die warm vloeistofmolekules begin opwaarts beweeg terwyl die koelmiddel (die digter vloeistof) begin sink. Nadat die koel molekules die bodem bereik het, ontvang hulle weer hul deel van energie en neig hulle weer na bo. Die siklus gaan voort solank daar 'n hittebron aan die onderkant is.
Voorbeelde van hitte-oordrag in die natuur kan soos volg gegee word: met behulp van 'n spesiaal toegeruste brander kan warm lug, wat die spasie van 'n ballon vul, die hele struktuur tot 'n voldoende hoë hoogte verhoog, die ding is dat warm lug ligter is as koue lug.
Radiation
Wanneer jy voor 'n vuur sit, word jy warm deur die warmte wat daaruit spruit. Dieselfde ding gebeur as jy jou palm na 'n brandende gloeilamp bring sonder om daaraan te raak. Jy sal ook warm voel. Die grootste voorbeelde van hitte-oordrag in die alledaagse lewe en die natuur word gelei deur sonenergie. Elke dag gaan die hitte van die son deur 146 miljoen km leë ruimte tot by die Aarde self. Dit is die dryfkrag agter alle vorme en sisteme van lewe wat vandag op ons planeet bestaan. Sonder hierdie wyse van oordrag sou ons in groot moeilikheid wees, en sou die wêreld nie dieselfde wees as wat ons is nie.ons ken hom.
Bestraling is die oordrag van hitte met behulp van elektromagnetiese golwe, hetsy radiogolwe, infrarooi, x-strale of selfs sigbare lig. Alle voorwerpe straal en absorbeer stralingsenergie, insluitend die persoon self, maar nie alle voorwerpe en stowwe hanteer hierdie taak ewe goed nie. Voorbeelde van hitte-oordrag in die alledaagse lewe kan oorweeg word deur 'n konvensionele antenna te gebruik. As 'n reël is dit wat goed uitstraal ook goed om te absorbeer. Wat die Aarde betref, dit ontvang energie van die son, en gee dit dan terug na die ruimte. Hierdie stralingsenergie word aardse straling genoem, en dit is wat lewe op die planeet moontlik maak.
Voorbeelde van hitte-oordrag in die natuur, alledaagse lewe, tegnologie
Oordrag van energie, veral termiese, is 'n fundamentele studiegebied vir alle ingenieurs. Straling maak die Aarde bewoonbaar en verskaf hernubare sonenergie. Konveksie is die basis van meganika, is verantwoordelik vir lugvloei in geboue en lugwisseling in huise. Geleidingsvermoë laat jou toe om 'n pot te verhit deur dit bloot aan die brand te steek.
Talle voorbeelde van hitte-oordrag in tegnologie en die natuur is voor die hand liggend en word oral in ons wêreld aangetref. Byna almal van hulle speel 'n belangrike rol, veral op die gebied van meganiese ingenieurswese. Byvoorbeeld, wanneer 'n gebou se ventilasiestelsel ontwerp word, bereken ingenieurs die hitte-oordrag vanaf die gebou rondom dit, sowel as interne hitte-oordrag. Daarbenewens kies hulle materiale wat hitte-oordrag minimaliseer of maksimeer.deur individuele komponente om doeltreffendheid te optimaliseer.
Evaporation
Wanneer die atome of molekules van 'n vloeistof (soos water) aan 'n aansienlike volume gas blootgestel word, is hulle geneig om spontaan in 'n gasvormige toestand in te gaan of te verdamp. Dit is omdat die molekules voortdurend teen willekeurige spoed in verskillende rigtings beweeg en met mekaar bots. Tydens hierdie prosesse ontvang sommige van hulle kinetiese energie wat voldoende is om hulself van die hittebron af te weer.
Nie alle molekules het egter tyd om te verdamp en waterdamp te word nie. Alles hang af van die temperatuur. Dus, water in 'n glas sal stadiger verdamp as in 'n pan wat op die stoof verhit word. Kookwater verhoog die energie van die molekules aansienlik, wat weer die verdampingsproses versnel.
Basiese konsepte
- Geleidingsvermoë is die oordrag van hitte deur 'n stof deur direkte kontak van atome of molekules.
- Konveksie is die oordrag van hitte deur die sirkulasie van 'n gas (soos lug) of 'n vloeistof (soos water).
- Bestraling is die verskil tussen die hoeveelheid hitte wat geabsorbeer en weerkaats word. Hierdie vermoë is hoogs kleurafhanklik, swart voorwerpe absorbeer meer hitte as ligte voorwerpe.
- Verdamping is die proses waardeur atome of molekules in 'n vloeibare toestand genoeg energie kry om 'n gas of damp te word.
- Kweekhuisgasse is gasse wat die son se hitte in die aarde se atmosfeer vasvang en 'n kweekhuisgas produseer. Effek. Daar is twee hoofkategorieë – waterdamp en koolstofdioksied.
- Hernubare energiebronne is onbeperkte hulpbronne wat vinnig en natuurlik aanvul. Dit sluit die volgende voorbeelde van hitte-oordrag in die natuur en tegnologie in: winde en sonenergie.
- Termiese geleidingsvermoë is die tempo waarteen 'n materiaal termiese energie deur homself oordra.
- Termiese ewewig is 'n toestand waarin alle dele van die sisteem in dieselfde temperatuurregime is.
Praktiese toepassing
Talle voorbeelde van hitte-oordrag in die natuur en tegnologie (prente hierbo) dui daarop dat hierdie prosesse goed bestudeer en vir altyd bedien moet word. Ingenieurs pas hul kennis van die beginsels van hitte-oordrag toe, doen navorsing oor nuwe tegnologieë wat geassosieer word met die gebruik van hernubare hulpbronne en is minder vernietigend vir die omgewing. Die sleutel is om te verstaan dat energie-oordrag eindelose moontlikhede vir ingenieursoplossings en meer oopmaak.
