Ջերմային էներգիան այն տերմինն է, որը մենք օգտագործում ենք օբյեկտում մոլեկուլների ակտիվության մակարդակը նկարագրելու համար: Աճող գրգռումը, այսպես թե այնպես, կապված է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, մինչդեռ սառը առարկաներում ատոմները շատ ավելի դանդաղ են շարժվում:
Ջերմության փոխանցման օրինակներ կարելի է գտնել ամենուր՝ բնության մեջ, տեխնիկայում և առօրյա կյանքում:
Ջերմային փոխանցման օրինակներ
Ջերմության փոխանցման ամենամեծ օրինակը արևն է, որը տաքացնում է Երկիր մոլորակը և դրա վրա գտնվող ամեն ինչ։ Առօրյա կյանքում դուք կարող եք գտնել բազմաթիվ նմանատիպ տարբերակներ, միայն շատ ավելի քիչ գլոբալ իմաստով: Այսպիսով, որո՞նք են ջերմության փոխանցման մի քանի օրինակներ առօրյա կյանքում:
Ահա դրանցից մի քանիսը.
- Գազ կամ էլեկտրական վառարան և, օրինակ, ձու տապակելու թավա։
- Ավտոմոբիլային վառելիքները, ինչպիսիք են բենզինը, ջերմային էներգիա են ապահովում շարժիչին:
- Ներառված տոստերը հացի մի կտորը վերածում է տոստերի։ Այն կապված է պայծառության հետՏոստի ջերմային էներգիան, որը հացից խոնավություն է հանում և դարձնում այն խրթխրթան։
- Մի տաք բաժակ շոգեխաշած կակաոն տաքացնում է ձեռքերը։
- Ցանկացած բոց՝ լուցկի բոցերից մինչև հսկայական անտառային հրդեհներ։
- Երբ սառույցը տեղադրվում է մեկ բաժակ ջրի մեջ, ջրից ստացվող ջերմային էներգիան այն հալեցնում է, այսինքն՝ ջուրն ինքնին էներգիայի աղբյուր է։
- Ձեր տան ռադիատորը կամ ջեռուցման համակարգը ջերմություն է ապահովում ձմռան երկար, ցուրտ ամիսներին:
- Սովորական ջեռոցները կոնվեկցիայի աղբյուր են, որի արդյունքում դրանցում դրված սնունդը տաքացվում է և սկսվում է եփման գործընթացը։
- Ջերմության փոխանցման օրինակներ կարելի է տեսնել ձեր իսկ մարմնում՝ սառույցի կտոր վերցնելով ձեր ձեռքում։
- Ջերմային էներգիան նույնիսկ կատվի ներսում է, որը կարող է տաքացնել տիրոջ ծնկները։
Ջերմությունը շարժում է
Ջերմային հոսքերը մշտական շարժման մեջ են: Դրանց փոխանցման հիմնական ուղիները կարելի է անվանել կոնվենցիա, ճառագայթում և անցում։ Եկեք նայենք այս հասկացություններին ավելի մանրամասն:
Ի՞նչ է հաղորդունակությունը:
Հնարավոր է, շատերը մեկ անգամ չէ, որ նկատել են, որ նույն սենյակում հատակին դիպչելու զգացողությունները կարող են բոլորովին տարբեր լինել: Գորգի վրայով քայլելը հաճելի է և ջերմ, բայց եթե ոտքերով զուգարան ես մտնում, նկատելի զովությունն անմիջապես կենսուրախության զգացում է տալիս։ Ոչ այնտեղ, որտեղ կա հատակային ջեռուցում:
Ուրեմն ինչու է սալիկապատ մակերեսը սառչում: Այդ ամենն այն պատճառով է, որջերմային ջերմահաղորդություն. Սա ջերմության փոխանցման երեք տեսակներից մեկն է: Ամեն անգամ, երբ տարբեր ջերմաստիճանների երկու օբյեկտներ միմյանց հետ շփվում են, ջերմային էներգիան կանցնի նրանց միջև: Ջերմության փոխանցման օրինակներն այս դեպքում ներառում են հետևյալը՝ բռնվելով մետաղյա ափսեից, որի մյուս ծայրը դրված է մոմի բոցի վրա, ժամանակի ընթացքում կարող ես այրոց և ցավ զգալ, իսկ երկաթին դիպչելիս։ բռնակով եռացող ջրով, կարող եք այրվել։
հաղորդականության գործոններ
Լավ կամ վատ հաղորդունակությունը կախված է մի քանի գործոններից.
- Նյութի տեսակը և որակը, որից պատրաստված են առարկաները:
- Շփման մեջ գտնվող երկու առարկաների մակերեսը:
- Ջերմաստիճանի տարբերություն երկու օբյեկտների միջև։
- Նյութերի հաստությունը և չափը։
Հավասարման ձևով այն հետևյալն է. երկու առարկաների միջև և բաժանվում է նյութի հաստությամբ: Դա պարզ է:
Հաղորդունակության օրինակներ
Ջերմության ուղղակի փոխանցումը մի առարկայից մյուսը կոչվում է հաղորդունակություն, իսկ այն նյութերը, որոնք լավ փոխանցում են ջերմությունը՝ հաղորդիչներ: Որոշ նյութեր և նյութեր լավ չեն կարողանում հաղթահարել այս խնդիրը, դրանք կոչվում են մեկուսիչներ: Դրանք ներառում են փայտ, պլաստիկ, ապակեպլաստե և նույնիսկ օդ: Ինչպես գիտեք, մեկուսարաններն իրականում չեն դադարեցնում հոսքը։տաքացնել, բայց պարզապես դանդաղեցնել այն այս կամ այն աստիճանով:
Կոնվեկցիա
Ջերմային փոխանցման այս տեսակը, ինչպես կոնվեկցիան, տեղի է ունենում բոլոր հեղուկներում և գազերում: Ջերմության փոխանցման նման օրինակներ կարող եք գտնել բնության մեջ և առօրյա կյանքում։ Երբ հեղուկը տաքանում է, ներքևի մոլեկուլները էներգիա են ստանում և ավելի արագ են շարժվում, ինչի արդյունքում խտությունը նվազում է: Ջերմ հեղուկի մոլեկուլները սկսում են շարժվել դեպի վեր, մինչդեռ հովացուցիչը (ավելի խիտ հեղուկը) սկսում է սուզվել: Այն բանից հետո, երբ սառը մոլեկուլները հասնում են հատակին, նրանք կրկին ստանում են էներգիայի իրենց բաժինը և նորից հակված դեպի վերև: Ցիկլը շարունակվում է այնքան ժամանակ, քանի դեռ ներքևում կա ջերմության աղբյուր։
Բնության մեջ ջերմության փոխանցման օրինակներ կարելի է բերել հետևյալ կերպ. հատուկ սարքավորված այրիչի օգնությամբ տաք օդը, լրացնելով օդապարիկի տարածությունը, կարող է ամբողջ կառույցը բարձրացնել բավական բարձր բարձրության վրա, բանն այն է. այդ տաք օդը ավելի թեթև է, քան սառը։
Ճառագայթում
Երբ նստում ես կրակի առաջ, քեզ ջերմացնում է նրանից բխող ջերմությունը։ Նույնը տեղի է ունենում, եթե ձեր ափը մոտեցնեք այրվող լամպին՝ առանց դիպչելու դրան։ Դուք նույնպես ջերմություն կզգաք։ Առօրյա կյանքում և բնության մեջ ջերմության փոխանցման ամենամեծ օրինակները առաջնորդվում են արևային էներգիայով: Ամեն օր արևի ջերմությունն անցնում է 146 միլիոն կմ դատարկ տարածության միջով մինչև բուն Երկիր: Դա մեր մոլորակի վրա այսօր գոյություն ունեցող կյանքի բոլոր ձևերի և համակարգերի շարժիչ ուժն է: Առանց փոխանցման այս եղանակի, մենք մեծ դժվարությունների մեջ կհայտնվեինք, և աշխարհն այնպիսին չէր լինի, ինչպիսին մենք ենք:մենք ճանաչում ենք նրան։
Ճառագայթումը ջերմության փոխանցումն է էլեկտրամագնիսական ալիքների միջոցով՝ լինեն ռադիոալիքներ, ինֆրակարմիր, ռենտգենյան ճառագայթներ կամ նույնիսկ տեսանելի լույս: Բոլոր առարկաներն արտանետում և կլանում են ճառագայթային էներգիա, ներառյալ ինքը՝ մարդը, բայց ոչ բոլոր առարկաներն ու նյութերը հավասարապես լավ են կարողանում հաղթահարել այս խնդիրը: Առօրյա կյանքում ջերմության փոխանցման օրինակներ կարելի է համարել սովորական ալեհավաքի օգտագործմամբ: Որպես կանոն, այն, ինչ լավ ճառագայթում է, լավ է նաև ներծծվում։ Ինչ վերաբերում է Երկրին, ապա այն էներգիա է ստանում արևից, այնուհետև այն վերադարձնում տիեզերք։ Այս ճառագայթման էներգիան կոչվում է երկրային ճառագայթում, և դա է, որ հնարավոր է դարձնում կյանքը մոլորակի վրա:
Ջերմության փոխանցման օրինակներ բնության մեջ, առօրյա կյանքում, տեխնոլոգիա
Էներգիայի, մասնավորապես ջերմային փոխանցումը, բոլոր ինժեներների ուսումնասիրության հիմնարար ոլորտն է: Ճառագայթումը Երկիրը դարձնում է բնակելի և ապահովում է վերականգնվող արևային էներգիա: Կոնվեկցիան մեխանիկայի հիմքն է, պատասխանատու է շենքերում օդի հոսքի և տներում օդափոխության համար: Հաղորդունակությունը թույլ է տալիս տաքացնել կաթսան՝ ուղղակի կրակի վրա դնելով:
Տեխնոլոգիաներում և բնության մեջ ջերմության փոխանցման բազմաթիվ օրինակներ ակնհայտ են և հանդիպում են մեր ամբողջ աշխարհում: Գրեթե բոլորն էլ կարևոր դեր են խաղում հատկապես մեքենաշինության ոլորտում։ Օրինակ, շենքի օդափոխության համակարգը նախագծելիս ինժեներները հաշվարկում են ջերմության փոխանցումը շրջակա շենքից, ինչպես նաև ներքին ջերմության փոխանցումը: Բացի այդ, նրանք ընտրում են նյութեր, որոնք նվազագույնի են հասցնում կամ առավելագույնի են հասցնում ջերմության փոխանցումը:առանձին բաղադրիչների միջոցով՝ արդյունավետությունը օպտիմալացնելու համար:
Գոլորշիացում
Երբ հեղուկի (օրինակ՝ ջրի) ատոմները կամ մոլեկուլները ենթարկվում են գազի զգալի ծավալի, նրանք հակված են ինքնաբերաբար մտնել գազային վիճակ կամ գոլորշիանալ: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մոլեկուլները պատահական արագությամբ անընդհատ շարժվում են տարբեր ուղղություններով և բախվում միմյանց: Այս գործընթացների ընթացքում նրանցից ոմանք ստանում են կինետիկ էներգիա, որը բավարար է ջերմության աղբյուրից իրենց ետ մղելու համար:
Սակայն ոչ բոլոր մոլեկուլներն ունեն գոլորշիանալու և ջրային գոլորշի դառնալու ժամանակ: Ամեն ինչ կախված է ջերմաստիճանից։ Այսպիսով, բաժակի ջուրն ավելի դանդաղ կգոլորշիանա, քան վառարանի վրա տաքացրած թավայի մեջ։ Եռացող ջուրը մեծապես մեծացնում է մոլեկուլների էներգիան, որն իր հերթին արագացնում է գոլորշիացման գործընթացը։
Հիմնական հասկացություններ
- Հաղորդունակությունը ջերմության փոխանցումն է նյութի միջոցով ատոմների կամ մոլեկուլների անմիջական շփման միջոցով:
- Կոնվեկցիան ջերմության փոխանցումն է գազի (օրինակ՝ օդի) կամ հեղուկի (օրինակ՝ ջրի) շրջանառության միջոցով։
- Ճառագայթումը կլանված և արտացոլված ջերմության քանակի տարբերությունն է: Այս ունակությունը մեծապես կախված է գույնից, սև առարկաները կլանում են ավելի շատ ջերմություն, քան թեթև առարկաները:
- Գոլորշիացումն այն գործընթացն է, որի միջոցով հեղուկ վիճակում գտնվող ատոմները կամ մոլեկուլները բավականաչափ էներգիա են ստանում գազ կամ գոլորշի դառնալու համար:
- Ջերմոցային գազերը գազեր են, որոնք փակում են արևի ջերմությունը Երկրի մթնոլորտում՝ առաջացնելով ջերմոցային գազ:Էֆեկտ. Գոյություն ունի երկու հիմնական կատեգորիա՝ ջրային գոլորշի և ածխաթթու գազ։
- Վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները անսահման ռեսուրսներ են, որոնք արագ և բնականաբար համալրվում են: Դրանք ներառում են բնության և տեխնոլոգիայի մեջ ջերմության փոխանցման հետևյալ օրինակները՝ քամիներ և արևային էներգիա:
- Ջերմային հաղորդունակությունն այն արագությունն է, որով նյութը ջերմային էներգիա է փոխանցում իր միջոցով:
- Ջերմային հավասարակշռությունը մի վիճակ է, երբ համակարգի բոլոր մասերը գտնվում են նույն ջերմաստիճանի ռեժիմում:
Գործնական կիրառություն
Բնության և տեխնոլոգիայի մեջ ջերմության փոխանցման բազմաթիվ օրինակներ (վերևում գտնվող նկարները) ցույց են տալիս, որ այս գործընթացները պետք է լավ ուսումնասիրվեն և ծառայեն լավ: Ինժեներները կիրառում են ջերմության փոխանցման սկզբունքների վերաբերյալ իրենց գիտելիքները, ուսումնասիրում են նոր տեխնոլոգիաներ, որոնք կապված են վերականգնվող ռեսուրսների օգտագործման հետ և ավելի քիչ կործանարար են շրջակա միջավայրի համար: Հիմնական բանը հասկանալն է, որ էներգիայի փոխանցումը անսահման հնարավորություններ է բացում ինժեներական լուծումների համար և ավելին:
