Druhy prenosu tepla: vedenie tepla, konvekcia, žiarenie. Vákuum nevedie teplo! Prečo? Ukazujú rovnakú teplotu

22.10.16 15:50:35 hod

Druhy prenosu tepla

8. ročník z fyziky

Copyright © 2007 Microsoft Corporation. Všetky práva vyhradené. Microsoft, Windows, Windows Vista a ďalšie názvy produktov sú alebo môžu byť registrovanými ochrannými známkami a / alebo ochrannými známkami v USA a / alebo iných krajinách.

Informácie v tomto dokumente slúžia iba na ukážkové účely a nereprezentujú názory spoločnosti Microsoft Corporation v čase tejto prezentácie. Vzhľadom na meniace sa trhové podmienky spoločnosť Microsoft nezaručuje presnosť informácií poskytnutých po napísaní tejto prezentácie a nepreberá za to žiadnu zodpovednosť. MICROSOFT NEPOSKYTUJE VÝSLOVNÚ, IMPLIKOVANÚ ALEBO ZÁKONNÚ ZÁRUKU TÝKAJÚCICH SA INFORMÁCIÍ V TEJTO PREZENTÁCII.

TEPELNÁ VODIVOSŤ

prenos energie z viac zahriatych častí tela na menej zahriate časti tela v dôsledku tepelného pohybu a interakcie mikročastíc (atómov, molekúl, iónov atď.), čo vedie k vyrovnaniu telesnej teploty.

Rôzne materiály majú rôznu tepelnú vodivosť

Medená oceľ

TEPLÁ VODIVOSŤ V DOMÁCNOSTI

Dobrá tepelná vodivosť

Slabá tepelná vodivosť

KONVEKCIA

ide o prenos energie prúdmi kvapaliny alebo plynu. Konvekciou sa hmota prenáša.

KONVEKCIA MÔŽE BYŤ:

PRÍRODNÉ

UMELÉ

(NÚTENÉ)

Konvekcia doma

Vykurovanie domu

Kryt chladenia

A pri vedení tepla a prúdení je jednou z podmienok prenosu energie prítomnosť hmoty. Ako sa však k nám na Zemi prenáša teplo Slnka, pretože vonkajší priestor je vákuum, t.j. nie je tam žiadna látka, alebo je in veľmi riedke stav?

Preto existuje aj iný spôsob prenosu energie

ŽIARENIE

Žiarenie je proces emisie a šírenia energie vo forme vĺn a častíc.

Všetky telá okolo nás vyžarujú teplo do jedného alebo druhého stupňa.

slnečného svetla

Zariadenie na nočné videnie zachytáva najslabšie tepelné žiarenie a transformuje ho na obraz

Svetelné (zrkadlové) plochy – odrážajú tepelné žiarenie

Takýmto spôsobom je možné znížiť tepelné straty alebo je možné nasmerovať teplo do Správne miesto

Tmavé povrchy absorbujú tepelné žiarenie

Slnečný kolektor je zariadenie na zhromažďovanie slnečnej tepelnej energie (solárnej elektrárne) prenášanej viditeľným svetlom a blízkym infračerveným žiarením. Na rozdiel od solárne panely priamo vyrábať elektrickú energiu, solárny kolektor produkuje zahrievanie materiálu nosiča tepla.

Prečo nie sú krásne navrhnuté vykurovacie radiátory umiestnené v miestnosti pri strope?
Prečo v horúci slnečný letný deň nosíme ľahké a ľahké oblečenie, zakrývame si hlavu ľahkým klobúkom, panamským klobúkom atď.?
Prečo sú nožnice na dotyk chladnejšie ako ceruzka?

Teória: Tepelná vodivosť je jav prenosu vnútornej energie z jednej časti tela do druhého alebo z jedného telesa do druhého počas ich priameho kontaktu.
Čím hustejšie sú molekuly umiestnené pri sebe, tým lepšia je tepelná vodivosť tela.(Tepelná vodivosť závisí od špecifické teplo telo)
Zvážte experiment, kde sú karafiáty pripevnené k kovovej tyči pomocou vosku. Na jednom konci bola k tyči privedená liehová lampa, po tyči sa časom šíri teplo, vosk sa topí a karafiáty padajú. Je to spôsobené tým, že molekuly sa začnú zahrievať rýchlejšie. Plameň liehovej lampy ohrieva jeden koniec tyče, molekuly z tohto konca začnú rýchlejšie vibrovať, narážajú na susedné molekuly a odovzdávajú im časť svojej energie, takže vnútorná energia sa prenáša z jednej časti na druhú.

Konvekcia je prenos vnútornej energie vrstvami kvapaliny alebo plynu. Konvekcia v pevných látkach je nemožná.
Žiarenie je prenos vnútornej energie lúčmi (elektromagnetické žiarenie).

Cvičenie:

Riešenie:
Odpoveď: 2.
1) Turista v pokojnom počasí zastavil oheň. Turista je v určitej vzdialenosti od ohňa a je mu teplo. Akým spôsobom prebieha hlavne proces prenosu tepla z ohňa na turistu?
1) vedením tepla
2) konvekciou
3) žiarením
4) vedením tepla a konvekciou
Riešenie (vďaka Alene):žiarením. Pretože energia v tomto prípade nebola prenášaná tepelnou vodivosťou, pretože medzi osobou a ohňom bol vzduch - zlý vodič tepla. Prúdenie tu tiež nemožno pozorovať, pretože oheň bol blízko osoby, a nie pod ním, preto v tomto prípade dochádza k prenosu energie pomocou žiarenia.
Odpoveď: 3
Cvičenie: Ktorá z látok má za bežných podmienok najlepšiu tepelnú vodivosť?
1) voda 2) oceľ 3) drevo 4) vzduch
Riešenie: Vzduch má slabú tepelnú vodivosť, pretože vzdialenosť medzi molekulami je veľká. Oceľ má najmenšiu tepelnú kapacitu.
Odpoveď: 2.
Ogeho úloha vo fyzike (fipi): 1) Učiteľ vykonal nasledujúci experiment. Dve prúty rovnakej veľkosti (medená je vľavo a oceľová vpravo) s klincami pripevnenými k nim pomocou parafínu sa zohrievali od konca pomocou alkoholovej lampy (pozri obrázok). Pri zahrievaní sa parafín topí a karafiáty padajú.

Vyberte zo zoznamu dve tvrdenia, ktoré zodpovedajú výsledkom experimentálnych pozorovaní. Uveďte ich počty.
1) K ohrevu kovových tyčí dochádza najmä žiarením.
2) K zahrievaniu kovových tyčí dochádza hlavne konvekciou.
3) K zahrievaniu kovových tyčí dochádza hlavne pomocou vedenia tepla.
4) Hustota medi je menšia ako hustota ocele.
5) Tepelná vodivosť medi je väčšia ako tepelná vodivosť ocele
Riešenie: K ohrevu kovových tyčí dochádza najmä pomocou vedenia tepla, vnútorná energia sa prenáša z jednej časti tyče na druhú. Tepelná vodivosť medi je väčšia ako tepelná vodivosť ocele, pretože meď sa rýchlejšie zahrieva.
Odpoveď: 35

Ogeho úloha vo fyzike (fipi): Dva rovnaké bloky ľadu boli prinesené z mrazu do teplej miestnosti. Prvý blok bol zabalený do vlnenej šatky a druhý zostal otvorený. Ktorá tyčinka sa zahreje rýchlejšie? Vysvetlite odpoveď.
Riešenie: Druhá tyč sa rýchlejšie zahreje, vlnený šál zabráni prenosu vnútornej energie z miestnosti do tyče. Vlna nevedie dobre teplo, má slabú tepelnú vodivosť, vďaka čomu sa ľadový blok zahrieva pomalšie.

Ogeho úloha vo fyzike (fipi): Aká farba horúcej kanvice - čierna alebo biela - ochladí rýchlejšie, všetky ostatné veci sú rovnaké a prečo?
1) biela, pretože intenzívnejšie absorbuje tepelné žiarenie
2) biela, pretože tepelné žiarenie z nej je intenzívnejšie
3) čierna, pretože intenzívnejšie absorbuje tepelné žiarenie
4) čierna, pretože tepelné žiarenie z nej je intenzívnejšie
Riešenie:Čierne telá lepšie absorbujú tepelné žiarenie, napríklad na slnku sa voda v čiernej nádrži zahreje rýchlejšie ako v bielej. Spravodlivé a opačný postup, čierne teleso chladne rýchlejšie.
Odpoveď: 4

Ogeho úloha vo fyzike (fipi): V pevných látkach sa prenos tepla môže uskutočniť pomocou
1) tepelná vodivosť
2) konvekcia
3) konvekcia a vedenie tepla
4) žiarenie a prúdenie
Riešenie: V pevných látkach sa prenos tepla môže uskutočniť iba vedením tepla. V pevnej látke sú molekuly blízko rovnovážnej polohy a môžu okolo nej iba vibrovať, takže prúdenie nie je možné.
Odpoveď: 1

Ogeho úloha vo fyzike (fipi): Aký hrnček - kovový alebo keramický - je jednoduchšie piť horúci čaj bez popálenia pier? Vysvetli prečo.
Riešenie: Tepelná vodivosť kovového hrnčeka je vyššia a teplo z horúceho čaju sa rýchlejšie prenesie na pery a viac páli.

Prenos tepla- Toto je spôsob, ako zmeniť vnútornú energiu tela pri prenose energie z jednej časti tela do druhej alebo z jedného tela do druhého bez toho, aby ste robili prácu. Existujú nasledujúce druhy prenosu tepla: tepelná vodivosť, prúdenie a žiarenie.

Tepelná vodivosť

Tepelná vodivosť Je to proces prenosu energie z jedného tela do druhého alebo z jednej časti tela do druhej v dôsledku tepelného pohybu častíc. Dôležité je, že pri tepelnej vodivosti nedochádza k pohybu hmoty, energia sa prenáša z jedného telesa na druhé y alebo z jednej časti telesa do druhej.

Rôzne látky majú rôznu tepelnú vodivosť. Ak dáte kúsok ľadu na dno skúmavky naplnenej vodou a jeho horný koniec umiestnite nad plameň alkoholovej žiarovky, voda v hornej časti skúmavky po chvíli začne vrieť a ľad sa neroztopí. V dôsledku toho má voda, rovnako ako všetky kvapaliny, zlú tepelnú vodivosť.

Plyny majú ešte horšiu tepelnú vodivosť. Vezmite skúmavku, ktorá nemá nič iné ako vzduch, a umiestnite ju nad plameň alkoholovej žiarovky. Prst vložený do skúmavky nebude cítiť teplo. V dôsledku toho majú vzduch a iné plyny zlú tepelnú vodivosť.

Kovy sú dobrými vodičmi tepla a najhoršie sú veľmi vzácne plyny. Je to spôsobené zvláštnosťami ich štruktúry. Molekuly plynu sa nachádzajú od seba vo väčších vzdialenostiach ako molekuly pevných látok a zrážajú sa oveľa menej často. Preto prenos energie z jednej molekuly do druhej v plynoch nie je taký intenzívny ako v pevných látkach. Tepelná vodivosť kvapaliny zaujíma medzipolohu medzi tepelnou vodivosťou plynov a tuhých látok.

Konvekcia

Ako viete, plyny a kvapaliny zle vedú teplo. Súčasne sa vzduch ohrieva z parných vykurovacích batérií. Je to spôsobené typom vedenia tepla nazývaným konvekcia.

Ak je gramofón z papiera umiestnený nad zdroj tepla, gramofón sa začne otáčať. Stáva sa to preto, že zahriate menej husté vrstvy vzduchu pôsobením vztlakovej sily stúpajú nahor a chladnejšie sa sťahujú nadol a zaujímajú svoje miesto, čo vedie k otáčaniu gramofónu.

Konvekcia- druh prenosu tepla, pri ktorom sa energia prenáša vrstvami kvapaliny alebo plynu. Konvekcia je spojená s prenosom hmoty, takže môže prebiehať iba v kvapalinách a plynoch; v tuhých látkach nedochádza ku konvekcii.

Žiarenie

Tretí typ prenosu tepla - žiarenie... Ak privediete ruku k špirále elektrického sporáka pripojeného k sieti, k horeniu žiarovka, na nahriatu žehličku, na radiátor atď., Teplo je cítiť.

Experimenty tiež ukazujú, že čierne telá sú schopné absorbovať a vyžarovať energiu, zatiaľ čo biele alebo lesklé telá ho vyžarujú a zle absorbujú. Dobre odrážajú energiu. Preto je pochopiteľné, prečo v lete nosia svetlé oblečenie, prečo sa doma na juhu radšej maľujú biela farba.

Energia sa prenáša žiarením zo Slnka na Zem. Pretože priestor medzi Slnkom a Zemou je vákuum (výška zemskej atmosféry je oveľa menšia ako vzdialenosť od neho k Slnku), energiu nemožno prenášať ani konvekciou, ani vedením tepla. Pretože prenos energie sálaním nevyžaduje prítomnosť žiadneho média, tento prenos tepla sa môže uskutočňovať vo vákuu.

V prírode existujú tri typy prenosu tepla: 1) tepelná vodivosť; 2) konvekcia; 3) žiarenie.

Tepelná vodivosť

Tepelná vodivosť je prenos tepla z jedného tela do druhého pri dotyku alebo z teplejšej časti tela do studeného.

Rôzne látky majú rôznu tepelnú vodivosť. Všetky kovy majú vysokú tepelnú vodivosť. Plyny majú nízku tepelnú vodivosť, vákuum nemá tepelnú vodivosť (vo vákuu nie sú žiadne častice, ktoré by poskytovali tepelnú vodivosť).

Látky, ktoré zle vedú teplo, sa nazývajú tepelné izolanty.

Umelo vytvorené tepelné izolátory sú kamenná vlna, penový plast, penová guma, cermety (používané pri výrobe kozmických lodí).

Konvekcia

Šírenie tepla pohybom prúdu plynu alebo kvapaliny sa nazýva konvekcia.

Pri prúdení teplo odovzdáva samotná látka. Konvekcia sa pozoruje iba v kvapalinách a plynoch.

Tepelné žiarenie

Šírenie tepla z teplého tela pomocou infračervených lúčov sa nazýva tepelné žiarenie.

Tepelné žiarenie je jediný druh prenosu tepla, ktorý môže prebiehať vo vákuu. Čím vyššia je teplota, tým silnejšie je tepelné žiarenie. Tepelné žiarenie produkujú napríklad ľudia, zvieratá, Zem, Slnko, kachle, oheň. Infračervené žiarenie je možné snímať alebo merať termografom (termokamerou).

Infračervené termokamery snímajú neviditeľné infračervené alebo tepelné žiarenie a poskytujú presné bezkontaktné meranie teploty.Infračervená termografia umožňuje plnú vizualizáciu tepelného žiarenia. Obrázok znázorňuje infračervené žiarenie z dlane človeka.

.............................................................................

Pri termografickom prieskume budov a štruktúr je možné detekovať konštrukčné miesta so zvýšenou tepelnou priepustnosťou, skontrolovať kvalitu spojov rôznych štruktúr a nájsť miesta so zvýšenou výmenou vzduchu.

www.yaklass.ru

Príklady 15-20 tepelných javov s uvedením, ktorý z nich (žiarenie; konvekcia; prenos tepla)

Zohrievanie a chladenie, vyparovanie a varenie, topenie a tuhnutie, kondenzácia, to všetko sú príklady tepelných javov.

Hlavným zdrojom tepla na Zemi je Slnko. Okrem toho však ľudia používajú mnoho umelých zdrojov tepla: oheň, kachle, ohrev vody, plynové a elektrické ohrievače atď.

Okamžite nebolo možné odpovedať na otázku, čo je teplo. Až v 18. storočí sa ukázalo, že všetky telesá sú zložené z molekúl, že molekuly sa pohybujú a vzájomne pôsobia. Potom vedci zistili, že teplo súvisí s rýchlosťou pohybu molekúl. Keď sa telá zahrievajú, rýchlosť molekúl sa zvyšuje a keď sa ochladia, zníži sa.

Viete, že ak vložíte studenú lyžičku do horúceho čaju, po chvíli sa zahreje. Čaj zároveň dodá časť svojho tepla nielen lyžici, ale aj okolitému vzduchu. Z príkladu je zrejmé, že teplo je možné prenášať z teplejšieho telesa do menej zahriateho telesa. Existujú tri spôsoby prenosu tepla - vedenie tepla, prúdenie, sálanie.

Zahrievanie lyžice v horúcom čaji je príkladom tepelnej vodivosti. Všetky kovy majú dobrú tepelnú vodivosť.

Teplo sa prenáša prúdením v kvapalinách a plynoch. Keď ohrievame vodu v hrnci alebo kanvici, spodné vrstvy vody sa najskôr zohrejú, stanú sa ľahšími a ponáhľajú sa nahor, čím ustúpia studenej vode. Keď je kúrenie zapnuté, v miestnosti dochádza k prúdeniu vzduchu. Horúci vzduch z batérie stúpa a studený klesá. Vedenie tepla ani konvekcia však nedokážu vysvetliť, ako napríklad slnko ďaleko od nás ohrieva Zem. V tomto prípade sa teplo prenáša cez bezvzduchový priestor sálaním (tepelnými lúčmi).

Na meranie teploty sa používa teplomer. Zvyčajne používate izbové alebo lekárske teplomery.

Keď hovoria o teplote Celzia, majú na mysli teplotnú stupnicu, v ktorej 0 ° С zodpovedá bodu mrazu vody a 100 ° С - jej bodu varu.

Niektoré krajiny (USA, Spojené kráľovstvo) používajú stupnicu Fahrenheita. V ňom 212 ° F zodpovedá 100 ° C. Prevod teploty z jednej stupnice na druhú nie je veľmi jednoduchý, ale v prípade potreby to každý z vás zvládne sám. Ak chcete previesť z Celzia na Fahrenheita, vynásobte stupňom Celzia 9, delte 5 a pripočítajte 32. Ak to chcete urobiť naopak, odpočítajte 32 od Fahrenheita, zvyšok vynásobte 5 a delte 9.

Vo fyzike a astrofyzike sa často používa iná stupnica – Kelvinova stupnica. V ňom najviac nízka teplota v prírode (absolútna nula). To zodpovedá -273 ° C. Jednotkou merania v tejto stupnici je Kelvin (K). Ak chcete previesť teplotu z Celzia na teplotu v Kelvinoch, pripočítajte 273 k stupňom Celzia. Napríklad 100 ° C v stupňoch Celzia a 373 K v Kelvinoch. Pre opačný preklad odčítajte 273. Napríklad 0 K je -273 ° C .

Je užitočné vedieť, že teplota na povrchu Slnka je 6 000 K a vo vnútri je 15 000 000 K. Teplota v r. vonkajší priestorďaleko od hviezd je blízko absolútnej nuly.

Myslíme si, že vás netreba presviedčať o tom, aké dôležité sú tepelné javy. Vedomosti o nich pomáhajú ľuďom navrhovať ohrievače pre domácnosti, tepelné motory (motory vnútorné spaľovanie, parné turbíny, prúdové motory a pod.), predpovedajú počasie, roztavia kov, vytvárajú tepelne izolačné a žiaruvzdorné materiály, ktoré sa používajú všade – od stavby domov až po vesmírne lode.

fizikahelp.ru

Súhrn lekcie pre stupeň 8 „Tepelná vodivosť, konvekcia, žiarenie“

Tu si môžete stiahnuť Zhrnutie hodiny pre 8. ročník "Tepelná vodivosť, prúdenie, žiarenie" pre predmet: Fyzika. Tento dokument vám pomôže pripraviť kvalitný učebný materiál.

Vec: Fyzika a astronómia

Trieda: 8 rus

Typ lekcie: Kombinovaná

Účel lekcie:

Technické prostriedkyškolenie: __________________________________________________

_______________________________________________________________________

Štruktúra lekcie

1. Organizácia hodiny (2 min.)

Zdravím študentov

2. Spytovanie domácich úloh (15 min) Téma: Vnútorná energia. Spôsoby zmeny vnútornej energie.

3. Vysvetlenie nového materiálu. (15 minút)

Tieto typy prenosu tepla majú svoje vlastné charakteristiky, prenos tepla pre každý z nich však vždy prebieha jedným smerom: od viac zahriateho telesa k menej vyhrievanému. V tomto prípade vnútorná energia teplejšieho tela klesá a chladnejšia sa zvyšuje.

Fenomén prenosu energie z viac zahriatej časti tela do menej zahriateho alebo z viac zahriateho telesa do menej zahriateho prostredníctvom priameho kontaktu alebo medziľahlých telies sa nazýva tepelná vodivosť.

V pevnej látke sú častice neustále v oscilačnom pohybe, ale nemenia svoj rovnovážny stav. Keď telesná teplota stúpa, keď sa zahrieva, molekuly začnú vibrovať intenzívnejšie, pretože ich kinetická energia sa zvyšuje. Časť tejto zvýšenej energie sa postupne prenáša z jednej častice do druhej, t.j. z jednej časti tela do susedných častí tela atď. Ale nie všetky pevné látky prenášajú energiu rovnako. Medzi nimi sú takzvané izolátory, v ktorých mechanizmus tepelného vedenia prebieha pomerne pomaly. Patrí sem azbest, lepenka, papier, plsť, nranit, drevo, sklo a množstvo ďalších pevných materiálov. Medb, striebro majú vysokú tepelnú vodivosť. Sú dobrými tepelnými vodičmi.

Tepelná vodivosť kvapalín je nízka. Keď sa kvapalina zahrieva, vnútorná energia sa prenáša z viac zahrievanej oblasti do menej zahrievanej počas zrážok molekúl a čiastočne v dôsledku difúzie: rýchlejšie molekuly prenikajú do menej zahrievanej oblasti.

V plynoch, najmä v riedených, sú molekuly od seba dostatočne vzdialené, takže ich tepelná vodivosť je ešte nižšia ako u kvapalín.

Dokonalým izolátorom je vákuum, pretože v ňom nie sú žiadne častice na prenos vnútornej energie.

V závislosti od vnútorného stavu je tepelná vodivosť rôznych látok (tuhých, kvapalných a plynných) odlišná.

Je známe, že tepelná vodivosť vody je nízka a keď sa horná vrstva vody zahreje, spodná vrstva zostáva studená. Vzduch vedie teplo ešte horšie ako voda.

Konvekcia je proces prenosu tepla, pri ktorom je energia prenášaná prúdmi kvapaliny alebo plynu. Konvekcia je latinčina pre „miešanie“. Konvekcia v pevných látkach chýba a neprebieha vo vákuu.

Covection, široko používaná v každodennom živote a technológiách, je prirodzená alebo zadarmo.

Chladič je zariadenie, ktoré je plochým valcovým kovovým kontajnerom, ktorého jedna strana je čierna a druhá lesklá. Vnútri je vzduch, ktorý sa pri zahriatí môže roztiahnuť a vyjsť cez otvor von.

Absorpcia je proces premeny energie žiarenia na vnútornú energiu tela.

Čierny povrch je najlepší žiarič a najlepší absorbér, po ktorom nasledujú drsné, biele a leštené povrchy.

4. Posilnenie: (10 min) samoskúšobné otázky, úlohy a cvičenia

úlohy: 1) Porovnanie tepelnej vodivosti kovu a skla, vody a vzduchu, 2) Pozorovanie konvekcie v obývačke.

6. Hodnotenie vedomostí študentov (1 min)

Hlavná literatúra: Fyzika a astronómia 8. ročník

Ďalšie čítanie: ND Bytko „Fyzika“, časť 1 a 2

docbase.org

Tepelná vodivosť. Konvekcia. Žiarenie, stupeň 8

Tu si môžete stiahnuť Tepelnú vodivosť. Konvekcia. Žiarenie, 8. ročník z predmetu: Fyzika. Tento dokument vám pomôže pripraviť kvalitný učebný materiál.

Zhrnutie hodiny fyziky v 8. ročníku

Koshikova Victoria Alexandrovna,

Učiteľ fyziky

MBOU SOSH č. 47 mesta Belgorod, región Belgorod

Téma lekcie: „Tepelná vodivosť. Konvekcia. Žiarenie “.

Tepelná vodivosť. Konvekcia. Žiarenie

Účel hodiny: organizovať činnosti na vnímanie, porozumenie a primárne zapamätanie si nových znalostí a metód činnosti.

Počas vyučovania

1. Organizačná etapa

2. Kontrola domácich úloh

Testovanie (2 možnosti)

1. Teplota je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje ...

a) ... schopnosť tiel konať prácu.

b) ... rôzne stavy tela.

c) ... stupeň telesného tepla.

2. Akú teplotu vzduchu zaznamenal teplomer zobrazený na obrázku? Aká je chyba pri meraní teploty ním?

a) 30,5 ° C; 0,5 °C. b) 32 °C; 0,5 ° C

c) 32 °C; 1 ° C d) 30 °C; 1 ° C

3. V jednom pohári je teplá voda (č. 1), v druhom - horúca (č. 2), v treťom - studená (č. 3). V ktorom z nich je teplota vody najvyššia, v ktorej - molekuly vody sa pohybujú najnižšou rýchlosťou?

a) č. 2; Č. 3. b) č. 3; Č. 2 c) č. 1; Č. 3 d) č. 2; # 1

4. Ktoré z uvedených javov sú tepelné?

a) Lyžica spadne na podlahu. b) Zahrievanie polievky na sporáku.

c) Topiaci sa sneh na slnku. d) Plávanie v bazéne.

5. Ktoré molekuly telesa sa podieľajú na tepelnom pohybe? Pri akej teplote?

a) nachádza sa na povrchu tela; o izbová teplota.

b) všetky molekuly; pri akejkoľvek teplote,

c) nachádza sa vo vnútri tela; pri akejkoľvek teplote.

d) všetky molekuly; o vysoká teplota.

6. V miestnosti v rovnakých nádobách pod piestom sú rovnaké množstvá oxidu uhličitého. V ktorej nádobe je plyn naj energetickejší v polohách piestov znázornených na obrázku?

7. V ktorom z nasledujúcich prípadov sa mení vnútorná energia tela?

a) Kameň padajúci z útesu padá stále rýchlejšie.

b) Činky sa zdvihnú z podlahy a umiestnia sa na policu.

c) Elektrická žehlička bola zapnutá a oblečenie bolo vyžehlené.

d) Soľ sa vyliala z vrecka do soľničky.

8. Zmena vnútornej energie ktorého tela nastáva v dôsledku prenosu tepla v týchto situáciách?

a) Zahrievanie vŕtačky pri vytváraní otvoru vŕtačkou.

b) Zníženie teploty plynu počas jeho expanzie.

c) ochladenie balenia oleja v chladničke,

d) Zahrievanie kolies pohybujúceho sa vlaku.

Test na tému:

1. Jednotka teploty ...

a) ... joule. b) ... pascal. c) ... watt. d) ... stupeň Celzia.

2. Telesná teplota závisí od...

A jeho vnútorná štruktúra... b) ... hustota jeho látky.

c) ... rýchlosť pohybu jeho molekúl. d) ... počet molekúl v ňom.

3. Aký je rozdiel medzi molekulami horúceho čaju a molekulami rovnakého čaju, keď vychladne?

a) Veľkosť. b) Rýchlosť pohybu.

c) Počet atómov v nich. d) Farba.

4. Aký pohyb sa nazýva teplo?

a) Pohyb tela, pri ktorom sa zahrieva.

b) Neustály chaotický pohyb častíc, ktoré tvoria telo.

c) Pohyb molekúl v tele pri vysokých teplotách.

5. Vnútorná energia je energia telesných častíc. Skladá sa to z...

a) ... kinetická energia všetkých molekúl.

b) ... potenciálna energia interakcie molekúl.

c) ... kinetické a potenciálne energie všetkých molekúl.

6. Akú energiu má balón vypustený meteorológmi?

a) Kinetický. b) Potenciál.

c) Interné. d) Všetky tieto druhy energie.

7. Akými spôsobmi je možné zmeniť vnútornú energiu tela?

a) Uvedením do pohybu. b) Práca s telom alebo na ňom.

c) Zdvíhanie do určitej výšky. d) Prenosom tepla.

8. V ktorom prípade sa vnútorná energia tela zmení v dôsledku spáchania mechanická práca?

a) Čajová lyžička sa ponorí do pohára s horúca voda.

b) Keď nákladné auto náhle zabrzdilo, z bŕzd vychádzal zápach pálenia.

c) V rýchlovarnej kanvici vrie voda.

d) Človek si zohrieva zmrznuté ruky pritláčaním teplý radiátor.

"Tepelný pohyb." Teplota. Vnútorná energia"

3. Aktualizácia predmetovej praxe študentov

Vnútorná energia

Spôsoby, ako zvýšiť vnútornú energiu

Prenos tepla

Druhy prenosu tepla

4. Naučiť sa nové znalosti a spôsoby, ako veci robiť

1. Tepelná vodivosť - jav prenosu vnútornej energie z jednej časti tela do druhej alebo z jedného telesa na druhé pri ich priamom kontakte.

7.8 (učebnica Peryshkin) Obr.

V kvapalinách a plynoch je tepelná vodivosť nízka, pretože vzdialenosť medzi molekulami je väčšia ako vzdialenosť tuhých látok.

Zlú tepelnú vodivosť majú: vlna, vlasy, papier, vtáčie perie, korok, vákuum.

2. Konvekcia je prenos energie prúdmi plynu alebo kvapaliny.

Aby v plynoch a kvapalinách mohlo dôjsť ku konvekcii, musia sa zospodu ohrievať.

3. Žiarenie - prenos energie rôznymi lúčmi, tzn. vo forme elektromagnetických vĺn.

5. Počiatočná kontrola pochopenia toho, čo sa naučili

6. Konsolidácia naučeného

Práca na zbierke problémov Lukashik č. 945-955

7. Výsledky, domáca úloha

s. 4-6, cvičenie 1-3

8. Reflexia

Zoznam použitej literatúry

1. Peryshkin A.V. Fyzika. 8. trieda. - M.: Drop, 2009.

2. Gromov S.V., Rodina N.A. Fyzika. 9. ročník - M .: Vzdelanie, 2002.

3. Chebotareva V.A. Fyzikálne testy. 8. ročník - Skúškové vydavateľstvo, 2009.

4. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbierka úloh z fyziky 7-9 ročník - M .: Vzdelávanie, 2008.

docbase.org

Lekcia v 8. ročníku na tému "Tepelná vodivosť, prúdenie, žiarenie"

Téma: Tepelná vodivosť, konvekcia, žiarenie.

Typ lekcie: Kombinovaná

Účel lekcie:

Vzdelávacie: predstavte koncept prenosu tepla s druhmi prenosu tepla a vysvetlite, že prenos tepla v ktoromkoľvek z typov prenosu tepla prebieha vždy jedným smerom; že v závislosti od vnútornej štruktúry je tepelná vodivosť rôznych látok (tuhých, kvapalných a plynných) rôzna, že čierny povrch je najlepší žiarič a najlepší absorbér energie.

Vývojové: rozvíjajte kognitívny záujem o predmet.

Vzdelávacie: rozvíjať zmysel pre zodpovednosť, schopnosť kompetentne a jasne vyjadrovať svoje myšlienky, byť schopný držať sa a pracovať v tíme

Interdisciplinárna komunikácia: chémia, matematika

Vizuálne pomôcky: 21-30 číslic, tabuľka tepelnej vodivosti

Štruktúra lekcie

1. Organizácia hodiny (2 min.)

Zdravím študentov

Kontrola dochádzky a pripravenosti žiakov na hodinu.

2. Otázky na domácu úlohu (10 min) Téma: Vnútorná energia. Spôsoby zmeny vnútornej energie.

3. Fyzický diktát (krížová kontrola) (5 min)

4. Vysvetlenie nového materiálu. (15 minút)

Metóda zmeny vnútornej energie, v ktorej častice viac zahriateho telesa s vyššou kinetickou energiou pri kontakte s menej zahrievaným telesom prenášajú energiu priamo na častice menej zahriateho telesa, sa nazýva prenos tepla. Existujú tri metódy prenosu tepla: vedenie tepla, konvekcia a žiarenie.

V pevnej látke sú častice neustále v oscilačnom pohybe, ale nemenia svoj rovnovážny stav. Keď telesná teplota stúpa, keď sa zahrieva, molekuly začnú vibrovať intenzívnejšie, pretože ich kinetická energia sa zvyšuje. Časť tejto zvýšenej energie sa postupne prenáša z jednej častice do druhej, t.j. z jednej časti tela do susedných častí tela atď. Ale nie všetky pevné látky prenášajú energiu rovnako. Medzi nimi sú takzvané izolátory, v ktorých mechanizmus tepelného vedenia prebieha pomerne pomaly. Patria sem azbest, kartón, papier, plsť, žula, drevo, sklo a množstvo iných pevných látok. Meď a striebro majú vysokú tepelnú vodivosť. Sú dobrými tepelnými vodičmi.

V kvapalinách je tepelná vodivosť nízka. Keď sa kvapalina zahrieva, vnútorná energia sa prenáša z viac zahrievanej oblasti do menej zahrievanej počas zrážok molekúl a čiastočne v dôsledku difúzie: rýchlejšie molekuly prenikajú do menej zahrievanej oblasti.

V plynoch, najmä v riedených, sú molekuly od seba dostatočne vzdialené, preto je ich tepelná vodivosť ešte menšia ako u kvapalín.

Dokonalým izolátorom je vákuum, pretože v ňom nie sú žiadne častice na prenos vnútornej energie.

V závislosti od vnútorného stavu je tepelná vodivosť rôznych látok (tuhých, kvapalných a plynných) odlišná.

Tepelná vodivosť závisí od charakteru prenosu energie v látke a nesúvisí s pohybom samotnej látky v tele.

Je známe, že tepelná vodivosť vody je nízka a keď sa horná vrstva vody zahreje, spodná vrstva zostáva studená. Vzduch vedie teplo ešte horšie ako voda.

Konvekcia je proces prenosu tepla, pri ktorom je energia prenášaná prúdmi kvapaliny alebo plynu. Konvekcia v preklade z latinčiny znamená „miešanie“. Konvekcia v pevných látkach chýba a neprebieha vo vákuu.

Konvekcia, široko používaná v každodennom živote a technológiách, je prirodzená alebo bezplatná.

Keď sa na rovnomerné premiešanie kvapalín alebo plynov miešajú pomocou čerpadla alebo mixéra, konvekcia sa nazýva nútená.

V prípade, že sa teplo prenáša z ohriateho telesa do tepelného prijímača pomocou okom neviditeľných tepelných lúčov, typ prenosu tepla sa nazýva sálanie alebo sálavé teplo.

Absorpcia je proces premeny energie žiarenia na vnútornú energiu tela.

Žiarenie (alebo výmena sálavého tepla) je proces prenosu energie z jedného telesa do druhého pomocou elektromagnetických vĺn.

Čím vyššia je telesná teplota, tým vyššia je intenzita žiarenia. Prenos energie žiarením nevyžaduje médium: tepelné lúče sa môžu šíriť aj vo vákuu.

Čierny povrch je najlepší žiarič a najlepší absorbér, po ktorom nasledujú drsné, biele a leštené povrchy.

Dobré absorbéry energie sú dobrými žiaričmi a zlé absorbéry sú dobrými žiaričmi energie.

5. Posilnenie: (10 min) samoskúšobné otázky, úlohy a cvičenia

7. Hodnotenie znalostí študentov (1 min). Odraz.

infourok.ru

Tepelné vedenie žiarením - Príručka chemika 21

Teplo je možné prenášať z jednej časti priestoru do druhej vedením, žiarením a konvekciou. V praxi sa tieto druhy prenosu tepla veľmi zriedkavo pozorujú oddelene (napríklad konvekcia je sprevádzaná vedením tepla a žiarením). Často však jeden typ prenosu tepla prevláda nad ostatnými do takej miery, že ich vplyv možno zanedbať. Dá sa napríklad predpokladať, že prechod tepla stenami zariadenia nastáva iba tepelným vedením. Tepelná vodivosť prevláda aj v procesoch ohrevu a chladenia pevných látok. Prenos tepla sa môže uskutočňovať vedením, konvekciou alebo žiarením. Tepelná vodivosť je proces prenosu tepla cez pevnú látku, napríklad cez stenu banky. Konvekcia je možná tam, kde častice látok nemajú pevnú polohu, to znamená v kvapalinách a plynoch. V tomto prípade je teplo prenášané pohybujúcimi sa časticami. Žiarenie je prenos tepla tepelnými lúčmi s vlnovou dĺžkou v rozmedzí 0,8-300 mikrónov. Prenos tepla sa najčastejšie vykonáva súčasne všetkými tromi spôsobmi, aj keď, samozrejme, nie v rovnakej miere.

K vytváraniu pary na rozhraní kvapalina-para dochádza v dôsledku tepla dodávaného z vykurovacieho povrchu cez vrstvu pár prostredníctvom vedenia tepla a žiarenia.

K interakcii horľavých pár s atmosférickým kyslíkom dochádza v zóne spaľovania, do ktorej musia horľavé pary a vzduch kontinuálne prúdiť. To je možné, ak kvapalina dostane určité množstvo tepla potrebného na odparovanie. Teplo v spaľovacom procese pochádza iba zo spaľovacej zóny (plameňa), kde sa neustále uvoľňuje. Teplo sa prenáša zo spaľovacej zóny na povrch kvapaliny žiarením. Prenos tepla tepelným vedením nie je možný, pretože rýchlosť pohybu pár z povrchu / kvapaliny do spaľovacej zóny je väčšia ako rýchlosť prenosu tepla pozdĺž nich zo spaľovacej zóny do kvapaliny. Prenos tepla prúdením je tiež nemožný, ale ako prúd pary

Šírenie tepla vo vnútri tela je možné dvoma spôsobmi vedením tepla a konvekciou. Pri prvom spôsobe sa teplo šíri v dôsledku zrážok molekúl a molekuly teplejšej časti tela, ktoré majú v priemere veľkú kinetickú energiu, prenášajú časť z nej na susedné molekuly. Teplo sa teda môže v tele šíriť aj bez toho, aby došlo k zjavnému pohybu jeho častí, napríklad v pevnej látke. V kvapalinách a plynoch sa spolu s tepelnou vodivosťou teplo zvyčajne šíri aj konvekciou, teda priamym prenosom tepla viac ohriatymi masami kvapaliny, ktoré pri pohybe zaberajú miesta menej ohriatych hmôt. V plynoch je tiež možné, aby sa teplo šírilo z jednej časti plynu do druhej pomocou žiarenia.

Teplo zo spaľovacej zóny na povrch ropného odpadu sa prenáša hlavne sálaním. K odparovacej vrstve neexistuje žiadna tepelná vodivosť, pretože rýchlosť pohybu pary z povrchu kvapaliny do spaľovacej zóny je väčšia ako rýchlosť prenosu tepla zo spaľovacej zóny do kvapaliny.

K prenosu tepla konvekciou z povrchu tuhej látky do kvapaliny (plynu) alebo naopak dochádza vtedy, keď častice plynu alebo kvapaliny menia svoju polohu vzhľadom na daný povrch a zároveň pôsobia ako nosiče tepla. Pohyb takýchto častíc je spôsobený buď pohybom celej hmoty kvapaliny (plynu) pod vplyvom vonkajších vplyvov (nútená konvekcia), alebo je dôsledkom rozdielu v hustote hmoty v rôznych bodoch priestoru, spôsobený nerovnomerným rozložením teplôt v hmote (prirodzená alebo voľná konvekcia). Konvekciu vždy sprevádza prenos tepla vedením tepla a žiarením.

Ak k prenosu energie dochádza súčasne v médiu pomocou žiarenia a tepelnej vodivosti, potom hodnota charakterizujúca intenzitu tohto prenosu v danom bode bude vektor Chx = Chl Ch, kde

Pri zvažovaní radu aplikovaných problémov je zaujímavé študovať proces prenosu tepla v periodických médiách obsahujúcich vákuové medzivrstvy alebo dutiny, kde sa prenos tepla uskutočňuje iba prostredníctvom žiarenia. V iných prípadoch sú tieto dutiny vyplnené plynom so zanedbateľnými koeficientmi tepelnej vodivosti a absorpcie. V tomto prípade je často možné zanedbať prítomnosť plynu a považovať tieto dutiny za vákuum. Štruktúry a materiály obsahujúce medzivrstvy a nulu

Sypké materiály s nízkou objemovou hmotnosťou, ako sú prášky a vlákna, naplnené plynom, keď atmosferický tlak, sa používajú na izoláciu skvapalňovačov vzduchu, nádrží na kvapalný kyslík a dusík, plynových separačných kolón a ďalších zariadení, ktorých teplota neklesá pod bod varu kvapalného dusíka. V takýchto izolačných materiáloch môže byť pomer objemu plynového priestoru k objemu tuhého materiálu od 10 do 100. Obr. 5.53 uvádza koeficienty tepelnej vodivosti niektorých bežných sypkých materiálov. Tepelná vodivosť najlepších príkladov týchto materiálov sa blíži tepelnej vodivosti vzduchu, čo naznačuje, že vzduch, ktorý zaberá priestor medzi časticami, nesie väčšinu tepla. To vysvetľuje princíp plynom naplnenej izolácie, ktorej pevný materiál bráni prenosu tepla sálaním a prúdením. V ideálnom prípade je prenos tepla v dôsledku tepelnej vodivosti pevného materiálu zanedbateľný a teplo sa prenáša iba plynom. Pri skutočnej izolácii prechádza určité teplo priamo cez častice prášku alebo vlákna a výsledná tepelná vodivosť je zvyčajne o niečo väčšia ako vodivosť plynu. Výnimkou sú veľmi jemné prášky, ktorých vzdialenosti medzi časticami sú také malé, že priemerná voľná dráha molekúl plynu je väčšia ako tieto vzdialenosti, tepelná vodivosť plynu v tomto prípade klesá, rovnako ako s klesajúcim tlakom. Tepelná vodivosť práškovej izolácie, dokonca aj v prípade plnenia prášku plynom pri atmosférickom tlaku, môže byť menšia ako r ako tepelná vodivosť plynu vyplňujúceho priestor medzi časticami.

V dobrom vákuu je prenos tepla zvyškovým plynom zanedbateľný. Preto sa pri navrhovaní nádob pokúša znížiť tok tepla nosnými prvkami a prenos tepla sálaním. Tok tepla cez izolačné podpery je určený konštrukčnými prvkami a mechanická pevnosť piliere spoločné rozhodnutie táto otázka je nemožná. Ak rozmery nádoby nie sú obmedzené, potom zvýšením dĺžky podpier a použitím materiálu s nízkou tepelnou vodivosťou je možné zaistiť veľmi malý prívod tepla pozdĺž podpier. Aj v obmedzený priestor skúsený projektant zvyčajne nájde spôsob, ako zvýšiť tepelný odpor podpier. Naproti tomu prestup sálavého tepla slabo závisí od hrúbky izolačného priestoru, pri malej hrúbke vákuového priestoru sa jeho izolačné vlastnosti dokonca mierne zlepšujú vďaka približovaniu

Prenos tepla cez stenu z teplejšieho chladiva do iného, chladnejšieho chladiva je pomerne zložitý jav. Ak vezmeme napríklad zväzok rúrok výparníka, ktorý je ohrievaný spalinami, potom existujú tri základné spôsoby prenosu tepla, ktoré sa považujú za hlavné. Teplo spalín sa prenáša do lúčových trubíc vedením, konvekciou a žiarením. Teplo sa prenáša cez steny rúrok iba tepelným vedením a z vnútorný povrch rúrka- do

Tepelná vodivosť je spojená s prenosom tepla prostredníctvom pohybu a kolízie atómov a molekúl, ktoré tvoria látku. Je to analogické s difúznym procesom, pri ktorom sa materiál prenáša podobným mechanizmom. Konvekcia je prenos tepla pohybom veľkých agregátov molekúl, to znamená, že je v podstate podobný procesu miešania. Je zrejmé, že prenos tepla konvekciou sa môže vyskytnúť iba v kvapalinách a plynoch, zatiaľ čo tepelná vodivosť je hlavným typom prenosu tepla v pevných látkach. V kvapalinách a plynoch je spolu s konvekciou pozorovaná aj tepelná vodivosť, prvý je však oveľa rýchlejší proces a spravidla úplne maskuje druhý proces. Vedenie tepla aj konvekcia vyžadujú materiálne prostredie a nemôžu sa vyskytnúť v úplnom vákuu. To podčiarkuje hlavný rozdiel medzi týmito dvoma procesmi a procesom žiarenia, ktorý sa najlepšie vyskytuje v prázdnote. Presný postup, ktorým sa uskutočňuje prenos energie žiarením prázdnym priestorom, ešte nebol stanovený, ale pre náš účel bude vhodné uvažovať o ňom, že k nemu dochádza prostredníctvom vlnenia v čisto hypotetickom prostredí (éter). Predpokladá sa, že vnútorná energia látky sa prenáša na vlnový pohyb éteru, tento pohyb sa šíri všetkými smermi a keď sa vlna zrazí s látkou, energia sa môže prenášať, odrážať alebo absorbovať. Keď je absorbovaný, môže zvýšiť vnútornú energiu tela tromi spôsobmi 1) spôsobením chemickej reakcie,

V takých vysokoteplotných procesoch, ako je tavenie skla, pálenie tehál, tavenie hliníka atď., kde je teplota výfukových spalín nevyhnutne vysoká, tvorí množstvo užitočného tepla paliva v celkovej tepelnej bilancii spaľovania len malú časť. (v predchádzajúcom prípade - 36%, bez strát žiarením zo stien pece). V tomto prípade je teda možné úsporu paliva dosiahnuť použitím zariadení na rekuperáciu tepla, napríklad rekuperátorov na ohrev vzduchu dodávaného na spaľovanie paliva alebo rekuperačných kotlov na výrobu ďalšej pary, ako aj zlepšením tepelnej izolácie na zníženie strát žiarením, tepelná vodivosť a konvekcia z vonkajšieho povrchu.steny pece do okolitého priestoru.

Prenos tepla v jadre, medziľahlom médiu a na hraniciach medzi nimi sa uskutočňuje prostredníctvom tepelnej vodivosti prvku pevného jadra materiálu, prenosu tepla z jednej pevnej častice na susednú v miestach ich priamy kontakt, molekulárna tepelná vodivosť v médiu vypĺňanie medzier medzi časticami, prenos tepla na hraniciach pevných častíc s vonkajším prostredím je vyžarovanie z častice na časticu cez intermediárne médium, konvekcia plynu a vlhkosti obsiahnutá medzi časticami .

Vrstvy kondenzované vo vákuu sú mimoriadne citlivé na podmienky svojho vzniku, najmä na teplotu substrátu, intenzitu kondenzácie, teplotu kondenzovaného plynu, silu tepelného toku dodávaného na kondenzačný povrch žiarením a prostredníctvom tepelná vodivosť zvyškového plynu.

V súvislosti s vyššie uvedeným je zrejmé, že súčiniteľ tepelnej vodivosti kondenzátu v rovnici (5,52) je tepelnou charakteristikou nie monolitického telesa, ale vysoko disperzného materiálu. Tento materiál - kondenzát - pozostáva z kostry - kostry, ktorá je zbierkou obrovského množstva pevných častíc - kryštálov, oddelených priestormi vyplnenými zvyškovým plynom. V takomto zložitom materiáli sa už prenos tepla neobmedzuje len na tepelnú vodivosť pevného telesa, ale uskutočňuje sa prenosom tepla pozdĺž jednotlivých častíc - prvku pevnej kostry teplonosného materiálu v dôsledku tepelnej vodivosti. z jednej pevnej častice na susednú v miestach ich priameho kontaktu je tepelná vodivosť zvyškového plynu v póroch a dutinách medzi časticami žiarenia od častice k častici.

Všeobecné ustanovenia. V technológii sa musíme často zaoberať takýmito prípadmi prenosu tepla, keď je daná teplota prostredia, s ktorým si tento povrch vymieňa teplo, a nie teplota povrchu steny. V porovnaní s problémami tepelnej vodivosti a tepelného žiarenia tuhými látkami je problém prenosu tepla z okolitého kvapalného alebo plynného média na povrch steny konvekciou oveľa komplikovanejší, a preto je do značnej miery stále ďaleko od vyriešenia doteraz. Keď sa zaoberáme prenosom tepla z pevnej látky do kvapaliny alebo plynu, potom prenos tepla v dôsledku tepelnej vodivosti ustupuje do pozadia v porovnaní s prenosom tepla v dôsledku konvekcie. Ten, ako už bolo uvedené vyššie, spočíva v tom, že v pohybujúcej sa vrstve kvapaliny alebo plynu priľahlej k stene v dôsledku toku existujúceho v tomto

K prenosu tepla z jedného telesa do druhého môže dôjsť vedením, konvekciou a tepelným žiarením.

Mnoho tuhých a kvapalných polymérov je takmer úplne neprepustných pre infračervené žiarenie, takže dopadajúca energia je absorbovaná telom a na jeho povrchu sa premieňa na teplo. Určité množstvo tepla sa však napriek tomu okamžite spotrebuje do životného prostredia konvekciou a žiarením. Absorbované teplo sa prenáša do vnútra tela procesom vodivého prenosu tepla. Rozdelenie teploty v tele zahrievanom sálavou energiou závisí nielen od tepelného toku, ale aj od tepelnej vodivosti látky a konvekčných tepelných strát z povrchu.

Prenos tepla sa môže uskutočniť jednou z troch nižšie uvedených metód alebo kombináciou oboch. Tieto metódy sotva predstavujú 1) tepelnú vodivosť, 2) konvekciu a 3) žiarenie

Jednou z najrozšírenejších a najstarších (navrhnutých v roku 1880) je metóda tepelnej vodivosti. Činnosť analyzátorov plynu s tepelnou vodivosťou je založená na závislosti elektrický odpor dirigent so skvelým teplotný koeficient odpor od tepelnej vodivosti zmesi obklopujúcej vodič. Teplo sa prenáša cez plynné prostredie vedením tepla, konvekciou a žiarením. Tepelná vodivosť plynu súvisí s jeho zložením. Majú tendenciu znižovať alebo stabilizovať podiel prenosu tepla prúdením a žiarením.

Cirkulujúca voda v konkrétnom chladiči sa teda ochladzuje odovzdávaním tepla atmosférickému vzduchu a časť tepla sa odovzdáva povrchovým vyparovaním vody - premenou časti vody na paru a odovzdávaním tejto pary difúziou do vzduchu. , druhá časť - kvôli rozdielu teplôt vody a vzduchu, t.j. prenosu tepla kontaktom (vedenie tepla a konvekcia). Veľmi malé množstvo tepla sa z vody odstráni sálaním, ktoré sa zvyčajne v tepelnej bilancii neberie do úvahy. Súčasne dochádza k prílivu tepla do ochladenej vody z slnečné žiarenie, ktorý je taký malý, že je v tepelnej bilancii chladiacich veží a striekacích nádrží zanedbávaný.

Prenos tepla z viac zahrievaných telies na menej zahrievané telesá sa uskutočňuje pomocou vedenia tepla, konvekcie a tepelného žiarenia. -

Porovnanie procesov prenosu tepla v dôsledku žiarenia a tepelnej vodivosti. Tepelná vodivosť je spôsobená pohybom mikročastíc tela, výmena tepla žiarením sa uskutočňuje pomocou elektromagnetických vĺn alebo fotónov. V dutine nie je žiadna tepelná vodivosť. Výmena tepla sálaním medzi telesami sa uskutočňuje tak v prítomnosti, ako aj v neprítomnosti materiálneho média. Ak médium neabsorbuje žiarenie, potom jeho teplota nijakým spôsobom neovplyvňuje proces prenosu tepla. Zaostrením môžete napríklad zapáliť drevený predmet slnečné lúče s šošovkou vyrobenou z ľadu.

Spaľovanie paliva je sprevádzané uvoľňovaním a odovzdávaním tepla, ako aj stratami, presnejšie odvodom tepla do okolitého prostredia. Teplo sa prenáša konvekciou, teda priamo pohybujúcim sa prúdom plynu, ako aj prúdením pevných častíc. Okrem toho sa teplo prenáša vo vnútri prúdu plynu a častíc prostredníctvom vedenia tepla a žiarenia. Tepelná vodivosť v prostredí plynu a častíc, ako aj molekulárna difúzia prebieha bez ohľadu na ich pohyb. Poto1 a hmotnosť a teplo v dôsledku difúzie a tepelnej vodivosti vznikajú spoločne v prítomnosti gradientov - teploty a koncentrácie (presnejšie chemického potenciálu x) - a sú určené vzájomnými lineárnymi funkciami a y7 (pozri kapitoly V a VI). V praxi však možno prenos tepla v dôsledku koncentračného gradientu, ako aj prenos hmoty v dôsledku teplotného gradientu (tepelná difúzia) zanedbať.

Pre izotermické prúdenie Т - onst a zo vzťahu р = pRT vyplýva vzorec (3a) pri - 1. Pri adiabatickom prúdení sa predpokladá, že teplo sa odovzdáva len konvekciou (nedochádza k vedeniu tepla ani sálaniu ) a vo vzorci (21) máme dQ = О. Za singel

Niekoľko kilowattov. Pomocný obvod vytvára iskru, ktorá generuje množstvo iónov, a potom indukuje silný prstencový prúd v ionizovanom plyne prostredníctvom magnetickej indukcie. Výsledná plazma sa zahrieva až na niekoľko desiatok tisíc stupňov Kelvina, čo je oveľa viac, ako je teplota, pri ktorej kremenné sklo zmäkne. Očividne je potrebné nájsť spôsob, ako chrániť zdroj pred samodeštrukciou, ktorá sa dosahuje pomocou argónového prúdu pôsobiaceho ako chladič. Argón sa dodáva tangenciálne z vonkajšej trubice vysokou rýchlosťou (obrázok 9-6), pričom sa vytvára vírivý tok (znázornený na obrázku) a teplota klesá. Horúca plazma má tendenciu sa v určitej vzdialenosti od stien stabilizovať vo forme toroidu, ktorý tiež zabraňuje prehriatiu. Vzorka sa rozprašuje v rozprašovači (nie je znázornený na obrázku) a pomalým prúdom argónu sa odvádza do stredu (do otvoru v koláči). Tu sa zahrieva vplyvom tepelnej vodivosti a žiarenia až na 7000 K a je úplne atomizovaný a excitovaný. Strata určených atómov v dôsledku ionizácie je zdrojom ťažkostí v plazme AAS) v ICP spektroskopii nehrá dôležitú úlohu kvôli prítomnosti ľahšie ionizovaných atómov argónu.

Plynná zmes prúdi cez kanály medzi peletami katalyzátora. V tomto prípade dochádza k prenosu tepla a hmoty medzi časticami a prúdením. V jadre toku sa výmena hmoty a tepla uskutočňuje hlavne konvekciou, pretože tok je zvyčajne turbulentný.V blízkosti povrchu sa nachádza laminárna hraničná vrstva, v ktorej rýchlosť plynu klesá na povrchu granule na nulu. Transport reagencií a reakčných produktov cez ňu v smere kolmom na povrch sa uskutočňuje molekulárnou difúziou a teplo tepelnou vodivosťou. K prenosu tepla môže tiež dôjsť vedením tepla z častice do častice kontaktným povrchom a žiarením medzi časťami.

Existujú tri druhy prenosu tepla: tepelná vodivosť, konvekcia a tepelné žiarenie. Tepelná vodivosť je jav prenosu tepla priamym kontaktom medzi časticami s rôznymi teplotami. Tento typ zahŕňa prenos tepla v tuhých látkach, napríklad cez stenu zariadenia. Konvekcia je jav prenosu tepla zmiešaním, epiou častíc kvapaliny alebo plynu a ich zmiešaním. Výmenu tepla je možné vykonávať aj žiarením - prenos energie ako svetlo vo forme elektromagnetických vĺn.

Dôležitú úlohu pre proces spaľovania (splyňovania) paliva zohráva smer vzájomného pohybu tuhej a plynnej fázy. Sú známe dve schémy na organizovanie pohybu tokov plynu a paliva, priamy a protiprúdový. V schéme prúdov plynu a paliva s priamym tokom prebieha tepelná príprava činidiel menej intenzívne, bez účasti horúcich plynov a hlavne prostredníctvom prenosu tepla zo spaľovacej zóny vedením tepla a žiarením. V schéme proti požiaru sa dosiahne spoľahlivejšie zapálenie paliva, pretože prenos tepla na vykurovanie sa uskutočňuje prúdením z horúcich plynov a tepelnou vodivosťou z horúcich povrchov.

Je potrebné poznamenať, že vo vzťahu k rozptýleným materiálom možno termín tepelná vodivosť používať iba podmienene, ak pod týmto pojmom rozumieme nielen prenos vodivého tepla (t. J. Správnu tepelnú vodivosť), ale aj prenos tepla konvekciou a žiarením. Koeficient tepelnej vodivosti určený pre disperzné médium je teda určitá veličina ekvivalentná koeficientu desaťvodivosti vo Fourierovej rovnici, ak je vo všeobecnosti táto rovnica použiteľná za daných podmienok (tj. Ak je proces prenosu tepla pomocou uvedených mechanizmov možno dostatočne presne opísať touto rovnicou) ... Preto je správnejšie nazývať túto hodnotu ekvivalentným koeficientom tepelnej vodivosti (pozri časť II a ďalšie). S ohľadom na to však ponecháme všeobecne prijatý termín tepelná vodivosť kvôli stručnosti.

Títo výskumníci porovnali svoje údaje s výrazom pre efektívnu tepelnú vodivosť agregátov častíc. Hovorí sa, ako Mayer, že účinná tepelná vodivosť cez akýkoľvek povrch sa rovná priemernej tepelnej vodivosti vzduchu a paliva vzhľadom na časť povrchu, ktorý každý z nich pokrýva, a že ekvivalentná tepelná vodivosť sa získava zo žiarenia čierne telo cez dutiny. Prostredníctvom tejto rovnice, s určitým zjednodušením, ktoré mu umožnil, Mayer dokázal vyjadriť efektívnu tepelnú vodivosť palivovej vrstvy v zmysle skutočnej tepelnej vodivosti paliva, objemu dutín, teploty v tónovej vrstve a priemer najväčších častíc. Tenloidný obsah plynu vyplňujúceho dutiny je zahrnutý v analytických dátach jeho rôznych častí a nemožno ho priamo zistiť. Ako indikátor rádu získaného týmto výrazom je uvedená účinná tepelná vodivosť koksovej vrstvy pri teplote 815 ° s prázdnym objemom 50% a s hornou hranicou veľkosti zrna 2,54 C / I, ktorá bola stanovená ako 0,00414. Skutočná tepelná vodivosť paliva je taká malá (asi 5 %) efektívnej, že efektívna tepelná vodivosť celej vrstvy je do značnej miery nezávislá od použitého paliva.

Všeobecné ustanovenia. V technológii je častejšie potrebné zaoberať sa takýmito prípadmi prenosu tepla, keď je nastavená teplota okolia, a nie teplota povrchu steny. V porovnaní s tepelnou vodivosťou a tepelným žiarením je prenos tepla prúdením z okolitého kvapalného alebo plynného média na povrch steny oveľa zložitejší a zďaleka nie je študovaný proces. Keď sa teplo prenáša z tuhej látky na kvapalinu alebo plyn, prenos tepla v dôsledku tepelnej vodivosti klesá v porovnaní s prenosom tepla v dôsledku konvekcie do pozadia. Tá druhá spočíva v tom, že v pohybujúcej sa vrstve kvapaliny alebo plynu susediacej so stenou v dôsledku toku existujúceho v tejto vrstve príde každý do styku so stenou. čas nový. a nové častice, ktoré teda buď odnesú teplo so sebou, alebo ho dajú stene, s ktorou prídu do styku. Taká konvekčná doprava

PRED známou teplotou a umiestnite na miesto horáka. Bolo teda možné získať hodnotu spektrálneho jasu plameňa, a teda podľa Kirchhoffovho zákona aj spektrálny jas čierneho telesa pri rovnakej teplote ako je teplota plameňa. Táto teplota sa porovnávala s teplotou plameňa, merala sa nasledovne, tenký platino-ródiový drôt, umiestnený mimo plameňa, sa zahrieval prechodom prúdu a energia jeho žiarenia sa merala tepelným stĺpcom pri rôznych teplotách. Jeho meranie sa uskutočňovalo pomocou optického pyrometra. Na základe toho bola nakreslená krivka energie žiarenia (vo wattoch na centimeter priemeru drôtu) ako funkcia teploty. Potom bol drôt zavedený do plameňa a zmerala sa jeho teplota rôzne množstvá komunikoval jej elektrická energia... Z toho bola vynesená ďalšia krivka vyjadrujúca tok energie (vo wattoch na centimeter dĺžky drôtu) ako funkciu teploty. Pre určitú hodnotu teploty sa tieto krivky pretínajú. Plameň je prakticky priehľadný pre emisiu drôtu. Vyplýva to z relatívne nízkej emisivity drôtu v oblasti infračervených absorpčných pásov plameňa a okrem i jro sa to potvrdilo priamym experimentom. Preto sa pri tejto teplote množstvo energie vyžarovanej prosom rovná hodnote odovzdanej elektrickej energie. K tomu môže dôjsť iba vtedy, ak sa energia nestratí a nie je odovzdaná drôtu vedením tepla alebo konvekciou, t.j. ak sú teploty drôtu a plynového plameňa rovnaké. Priesečník preto určuje teplotu plynového plameňa.

Kvapka sa po odparení ochladí. Vzhľadom na analógiu medzi javmi tepelnej vodivosti a difúzie (zanedbanie prenosu tepla prúdením a žiarením za predpokladu, že koeficient tepelnej vodivosti R plynného média je nezávislý na teplote a koncentrácii pár, tj za predpokladu, že l = onst), môžeme napísať pre stacionárne rozloženie teploty okolo sférickej kvapky rovnice podobné (4.3)

Muraur neposkytol úplnú kvantitatívnu teóriu, ale skôr spojil výsledky Vysoké číslo experimenty s kvalitatívnym obrazom procesu spaľovania. Povrchový rozklad paliva za vzniku zmesi horľavých plynov sa považuje za fázu, ktorá určuje rýchlosť spaľovania, a parametre ako tlak, počiatočná teplota, teplota plameňa, výbuchové teplo a žiarenie sa interpretujú tak, ako keby ovplyvňovali tento počiatočný rozklad. . K prenosu energie z plameňa na povrch paliva dochádza prostredníctvom tepelného vedenia, ktorého rýchlosť je úmerná tlaku, a radiačného procesu, ktorý je nezávislý na tlaku. To dáva nasledujúci zákon pre rýchlosť horenia