Dzielić:
Jakie są 3 sposoby przekazywania ciepła?
The formy przekazywania ciepła Mogą to być promieniowanie, przewodzenie i konwekcja. Ciepło to transfer energii kinetycznej z jednego ośrodka lub obiektu do innego lub ze źródła energii do ośrodka lub obiektu.
Standardową jednostką ciepła w Międzynarodowym Systemie Jednostek (SI) jest kaloria (cal), która jest ilością transferu energii wymaganą do podniesienia temperatury jednego grama czystej wody płynnej o jeden stopień Celsjusza, o ile temperatura wody jest powyżej punktu zamarzania i poniżej temperatury wrzenia.
Czasami kilokaloria (kcal) jest określana jako jednostka ciepła; a przy mniejszym użyciu brytyjska jednostka termiczna (Btu). Jest to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury jednego funta czystej wody płynnej o jeden stopień Fahrenheita.
Druga zasada termodynamiki stwierdza, że wymiana ciepła zachodzi w celu utrzymania równowagi termicznej.
Przenoszenie ciepła zachodzi, aby utrzymać tę zasadę, gdy obiekt znajduje się w innej temperaturze niż inny obiekt lub jego otoczenie.
Może jesteś zainteresowany Co to są skale termometryczne??.
Indeks
- 1 Jazda
- 2 Konwekcja
- 3 Promieniowanie
- 4 odniesienia
Jazda
Gdy cząstki materii są w bezpośrednim kontakcie, ciepło jest przenoszone przez przewodzenie. Sąsiednie atomy wyższej energii wibrują względem siebie, co przenosi wyższą energię na niższą energię lub wyższą temperaturę do niższej temperatury.
Oznacza to, że wyższe natężenie i wyższe atomy ciepła będą wibrować, przemieszczając elektrony do obszarów o mniejszej intensywności i niższym cieple.
Płyny i gazy są mniej przewodzące niż ciała stałe (metale są najlepszymi przewodnikami), ponieważ są one mniej gęste, co oznacza, że istnieje większa odległość między atomami.
W przewodzeniu następuje transfer ciepła bez mieszania masy. Szybkość wymiany ciepła przez przewodzenie jest regulowana przez prawo przewodzenia ciepła Fouriera.
Przewodnictwo to sposób, w jaki ciepło przepływa między dwoma ciałami stałymi, które są w różnych temperaturach i stykają się ze sobą (lub między dwiema częściami tego samego ciała stałego, jeśli występują w różnych temperaturach).
Praktycznym przykładem jest chodzenie boso po kamiennej podłodze, a poczujesz zimno, ponieważ ciepło szybko wypływa z ciała na podłodze, prowadząc.
Innym przykładem jest mieszanie patelni na zupę z metalową łyżką, a wkrótce będziesz musiał znaleźć na niej drewnianą łyżkę: ponieważ ciepło przemieszcza się szybko wzdłuż łyżki, doprowadzając gorącą zupę do palców.
Konwekcja
Przenoszenie ciepła między powierzchnią a płynem lub gazem w ruchu jest znane jako konwekcja.
Gdy płyn lub gaz porusza się szybciej, wzrasta konwekcyjny przepływ ciepła. Istniejące typy konwekcji to naturalna konwekcja i wymuszona konwekcja.
Naturalna konwekcja jest wtedy, gdy ruch płynu jest wynikiem gorących atomów w cieczy, gdzie gorące atomy poruszają się w górę, w kierunku najchłodniejszych atomów w powietrzu, a płyn przemieszcza się w dół pod wpływem grawitacji.
Wymuszona konwekcja polega na tym, że płyn jest zmuszany do przemieszczania się po powierzchni za pomocą wentylatora, pompy lub innego źródła zewnętrznego.
W konwekcji ciepło jest przenoszone na ruchomy płyn na powierzchni, przez którą przepływa przez połączone dyfuzje molekularne i przepływ masowy.
Konwekcja obejmuje przewodzenie i przepływ płynu. Współczynnik przenikania ciepła jest regulowany przez prawo chłodzenia Newtona.
Konwekcja jest głównym sposobem przepływu ciepła przez ciecze i gazy. Przykładem jest umieszczenie patelni z zimną, płynną zupą na kuchence i zapalenie płomienia. Zupa na dnie patelni, bliżej ciepła, szybko się nagrzewa i staje się mniej gęsta niż zupa zimna powyżej.
Najgorętsza zupa wznosi się w górę, a zupa chłodniejsza nad nią spada, by zająć jej miejsce. Bardzo szybko następuje cyrkulacja ciepła, która przepływa przez patelnię. Krok po kroku cała patelnia jest podgrzewana.
Promieniowanie
Transfer ciepła przez pustą przestrzeń jest znany jako promieniowanie. W tej formie wymiany ciepła nie ma niezbędnego medium; Promieniowanie działa nawet dzięki doskonałej próżni. Na przykład energia słońca wędruje przez próżnię kosmiczną, zanim przenikanie ciepła ogrzeje ziemię.
W promieniowaniu ciepło jest przekazywane w postaci energii promieniowania lub ruchu fal z jednego ciała do innego ciała. Nie ma możliwości wystąpienia promieniowania. Szybkość promieniowania cieplnego, które może być emitowane przez powierzchnię w temperaturze termodynamicznej, opiera się na prawie Stefana-Boltzmanna.
Promieniowanie jest trzecią główną formą, w której podróżuje ciepło. Przewodzenie przenosi ciepło przez ciała stałe; Konwekcja przenosi ciepło przez ciecze i gazy; Ale promieniowanie może przenosić ciepło przez pustą przestrzeń, nawet przez całkowitą próżnię.
Prawie wszystko, co dzieje się na Ziemi, jest napędzane promieniowaniem słonecznym promieniowanym na planetę ze Słońca przez ciemną i pustą ciemność przestrzeni. Ale na Ziemi jest również dużo promieniowania cieplnego.
Przykładem jest chrupiące siedzenie przy kominku i czuć ciepło promieniujące na zewnątrz i palące policzki.
Nie styka się z ogniem, więc ciepło nie dociera przez przewodzenie, a jeśli jest na zewnątrz, konwekcja prawdopodobnie nie jest wystarczająco dominująca.
Zamiast tego całe odczuwane ciepło wędruje przez promieniowanie, w liniach prostych, z prędkością światła, przenoszone przez rodzaj elektromagnetyzmu zwanego promieniowaniem podczerwonym..
Referencje
- Reddy, V. (2017). „Tryby wymiany ciepła”. Pobrane z me-mechanicalengineering.com.
- Zespół redakcyjny KLASY FIZYKI. (2016). „Metody wymiany ciepła”. Źródło z physicsclassroom.com.
- Rouse, M. (2009). „Ciepło”. Źródło z whatis.techtarget.com.
- Neese, B. (2017). „Trzy rodzaje przekazywania ciepła”. Odzyskany z sciencing.com.
- Meng, A & Meng, H. (2017). „Trzy metody wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja i promieniowanie”. Odzyskany z vtaide.com.
- Zespół redaktora Ipac. (2017). „Jak podróżuje ciepło?” Odzyskany z coolcosmos.ipac.caltech.edu.
- Redaktor EDinformatics. (2003). „Jak przenosi się ciepło? Przewodzenie - konwekcja - promieniowanie ”. Pobrane z edinformatics.com.