- Kas ir siltuma pārnese?
- Braukšana
- Konvekcija
- Radiācija
- Izolatori un radiācijas barjeras
- Siltuma pārneses mērvienības
Mēs izskaidrojam, kas ir siltuma pārnese un kā tā notiek vadīšanas, konvekcijas un starojuma ietekmē. Turklāt izolatori un mēri.
Siltums vienmēr tiek pārnests no augstākas temperatūras sistēmām uz zemāku temperatūru.Kas ir siltuma pārnese?
To sauc par siltuma pārnesi, siltuma pārnesi vai siltuma pārnesi. karstums uzfiziska parādība kas sastāv no siltumenerģijas pārnešanas no vienas vides uz otru.
Tas notiek, ja divisistēmas kas ir atšķirīgitemperatūras tiek saskartas, ļaujot plūst enerģijai no augstākās temperatūras punkta uz zemāko, līdz sasniedz atermiskais līdzsvars, kurā temperatūra ir izlīdzināta.
Siltuma pārneses process ir neapturams (to nevar apturēt), lai gan to var palēnināt (to var palēnināt), izmantojot stieņus un izolatorus. Bet tik ilgi, kamēr pastāv siltuma atšķirība Visums, siltumam būs tendence pārvietoties caur pieejamajiem medijiem. Atkarībā no tiem minētā pārnešana var notikt trīs režīmos: vadītspēja, konvekcija un starojums.
Braukšana
Siltuma vadītspēju bieži izmanto ēdiena gatavošanai.Par vadītspēju sauc siltuma pārnesi, tieši saskaroties viena materiāla daļiņām ar cita materiāla daļiņām, nepārnesot vielu starp ķermeņiem. Sastopams visās agregācijas stāvokļi: ciets, šķidrums vai gāzveida, lai gan pēdējās divās parasti priekšroka tiek dota konvekcijai.
Siltuma daudzumu, kas tiek pārnests caur vadītspēju, nosaka Furjē likums, saskaņā ar kuru siltuma pārneses ātrums caur ķermeni ir proporcionāls tajā esošajam temperatūras gradientam.
Vienkāršs piemērs ir redzams elektriskajā plītī: degli uzkarsē elektriskās pretestības ietekmē, un šis siltums tiek pārnests uz pannu, ko mēs uz tās nogulsnējam, un, savukārt, panna darīs to pašu ar ēdiens ko gatavosim.
Tā notiek arī tad, ja mēs nejauši pieskaramies karstai pannai ar roku: saskarē siltums pāries uz mūsu ādu, radot apdegumus.
Konvekcija
Konvekcija ir līdzīga vadītspējai, izņemot to, ka tā notiek gadījumos, kad šķidrums saņem siltumu un pārvietojas, lai to pārraidītu telpā, kurā tas atrodas. Konvekcija ir siltuma transportēšana, izmantojot kustība šķidrumam, neatkarīgi no tā, vai tas ir gāzveida vai šķidrs.
Šī pārnešana notiek saskaņā ar Ņūtona dzesēšanas likuma noteikumiem, kas nosaka, ka ķermenis zaudē siltumu ar ātrumu, kas ir proporcionāls temperatūras starpībai starp ķermeni un tā apkārtni.
Spilgts piemērs tam notiek, kad mēs karsējam ūdeni traukā. Siltums, kas tiek nodots vadīšanas ceļā no tvertnes uz šķidrumu, sasildīs porcijas, kas ir tiešā saskarē ar to, kas pacelsies un piespiedīs citas aukstās šķidruma daļas ieņemt to vietu, tādējādi vienmērīgi uzsildot trauku. Ūdens.
Radiācija
Pēdējais siltuma pārneses veids ir arī vienīgais, kas var notikt, ja nav kontakta un līdz ar to arī fiziskas vides, tas ir, vakuumā.
Tas ir tāpēc, ka tā izcelsme ir siltuma kustībā daļiņas piekrauts arjautājums, kas izraisa elektromagnētisko daļiņu emisiju, tas ir, termisko starojumu, tā intensitāte ir atkarīga no tā temperatūras un garums aplūkotā starojuma viļņu forma.
Parasti ķermeņi šādā situācijā izstaro ultravioleto starojumu, bet no noteiktām temperatūrām tie var izstarot redzamā spektra starojumu, tas ir, gaisma. Šādā veidā izstarotā siltuma daudzumu var noteikt ar Stefana-Bolcmaņa likumu.
Katru dienu mēs novērojam labāko termiskā starojuma piemēru: Saule. Neskatoties uz to, ka atrodas 149,6 miljoni kilometru no mūsu planēta, Saules temperatūra ir tik augsta, ka tā kosmosā izstaro milzīgu daudzumu gaismas un siltuma.
Abas lietas sasniedz zemes virsma un tie uztur to siltu un apgaismotu ar viļņu garumiem no ultravioletā līdz infrasarkanajam, acīmredzot iet cauri visam redzamajam spektram.
Izolatori un radiācijas barjeras
Kā jau teicām, siltuma pārnesi nevar novērst, bet to var palēnināt, izmantojot noteiktus un noteiktus materiālus. Tas ir tāpēc, ka visi materiāli vienā vai otrā veidā pārnes siltumu, bet ne tādā pašā ātrumā vai ar tādu pašu vieglumu.
Tos, kas to pārraida ātri un efektīvi, sauc par siltumvadītājiem. Gluži pretēji, tos, kas to dara lēni un darbietilpīgi, sauc par siltumizolatoriem (vadītspēja un konvekcija) vai barjerām (radiācija).
Spilgts izolācijas materiālu piemērs ir tie, kas veido termosu, kas ļauj ilgāk saglabāt karstu vai aukstu šķidrumu, palēninot tā siltuma apmaiņu ar vide.
Siltuma pārneses mērvienības
Pēc viņa teiktā Starptautiskā mērījumu sistēma, vadītspēja ķermeņa izsaka džoulos (J), tāpat kā darbs un Enerģija. Tomēr siltuma pārneses mērīšanai ir arī citas plaši izmantotas vienības:
- Kilokalorijas (Kcal). A kaloriju ir definēts kā siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai palielinātu a grāds pēc Celsija grama ūdens temperatūra. Tas ir mērs, ko bieži izmanto uzturā, lai izmērītu ķīmiskā enerģija kas atrodas pārtikā. Viena kilokalorija ir vienāda ar 1000 kalorijām.
- BTU (no angļu valodas Lielbritānijas siltuma vienība vai Lielbritānijas termovienība). Tas tiek definēts kā siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai paaugstinātu vienas mārciņas ūdens temperatūru par vienu grādu pēc Fārenheita, kas atbilst 252 kalorijām. Šo pasākumu parasti izmanto angliski runājošās valstīs, galvenokārt Apvienotajā Karalistē un ASV.