• да се
  • б
  • ° С
  • д
  • и
  • F
  • ж
  • з
  • i
  • j
  • к
  • л
  • м
  • н
  • или
  • стр
  • Какво
  • r
  • с
  • т
  • или
  • v
  • w
  • х
  • Y.
  • z

Обясняваме какво представлява топлопредаването и как се получава чрез проводимост, конвекция и излъчване. В допълнение, изолатори и мерки.

топлообмен
Топлината винаги се прехвърля от системи с по-висока към по-ниска температура.

Какво е топлообмен?

Нарича се пренос на топлина, пренос на топлина или пренос на топлина към физическо явление, което се състои в пренос на топлинна енергия от една среда в друга.

Това се случва, когато две системи, които са с различни температури, влизат в контакт, позволявайки потока на енергия от точката на най-висока температура до най-ниската, докато достигне термично равновесие, при което температурите се изравняват.

Процесът на пренос на топлина той е неудържим (не може да се забави), но може да се забави (може да се забави), с помощта на решетки и изолатори. Но докато във Вселената има разлика в топлината, топлината ще има тенденция да се предава през налична среда. В зависимост от тях този трансфер може да се осъществи в три режима: проводимост, конвекция и излъчване.

Шофиране

Шофиране се нарича пренос на топлина чрез директен контакт на частиците от един материал с тези на друг, без да прехвърля материя между телата. Среща се във всички агрегатни състояния: твърдо, течно или газообразно, въпреки че при последните две обикновено се предпочита конвекция.

Количеството топлина, което се предава чрез проводимост, се определя от закона на Фурие, според който скоростта на топлопреминаване през тялото е пропорционална на температурния градиент, който съществува в него.

Прост пример се вижда в електрическа готварска печка: горелката се нагрява от въздействието на електрически съпротивления и тази топлина се предава чрез проводимост към тигана, който ние отлагаме върху него и на свой ред тиганът ще направи същото с храната, която ние готвим.

Също така се случва, когато случайно докоснем горещия тиган с ръка: топлината ще се пренесе върху кожата ни при контакт, причинявайки изгаряне.

Конвекция

Конвекцията е подобна на проводимостта, с изключение на това, че се случва в случаите, когато течността получава топлина и се движи, за да я предаде в пространство, където се съдържа. Конвекцията е пренос на топлина чрез движение на течност, било то газообразно или течно.

Споменатият трансфер се случва в условията, предложени от Закона за охлаждане на Нютон, който гласи, че тялото губи топлината си със скорост, пропорционална на разликата в температурата между тялото и заобикалящата го среда.

Ярък пример за това се получава, когато загряваме вода в контейнер. Топлината, предавана чрез проводимост от контейнера към течността, ще загрее частите, които са в пряк контакт с него, което ще се издигне и ще принуди други студени части от течността да заемат мястото си, като по този начин водата се нагрява равномерно.

Радиация

Последният вид пренос на топлина също е единственият, който може да възникне при липса на контакт и следователно и на физическа среда, т.е. във вакуум.

Това е така, защото си произходът е в топлинното движение на частиците заредена с материя, която задейства излъчването на електромагнитни частици, т.е. термично излъчване, като интензивността му зависи от температурата и дължината на вълната на разглежданото излъчване.

Обикновено телата в тази ситуация излъчват ултравиолетово лъчение, но от определени температури те могат да излъчват лъчение във видимия спектър, т.е. светлина. Количеството топлина, излъчена по този начин, може да бъде определено от закона на Стефан-Болцман.

Ежедневно наблюдаваме най-добрият пример за топлинна радиация: Слънцето. Въпреки че е на 149,6 милиона километра от нашата планета, температурата на Слънцето е толкова висока, че излъчва огромни количества светлина и топлина в космоса.

И двете неща достигат земната повърхност и я поддържат топла и осветена, като дължините на вълните варират от ултравиолетови до инфрачервени, очевидно преминавайки през целия видим спектър.

Изолатори и радиационни бариери

Както казахме, преносът на топлина не може да бъде предотвратен, но може да бъде забавен чрез използването на определени и определени материали. Това е така, защото всички материали пренасят топлината по един или друг начин, но не със същата скорост не със същата лекота.

Тези, които го предават бързо и ефективно, се наричат ​​топлопроводници. Напротив, тези, които го правят бавно и трудоемко, се наричат ​​топлоизолатори (проводимост и конвекция) или бариери (радиация).

Ярък пример за изолационни материали са тези, които изграждат термос, които позволяват задържане на гореща или студена течност за по-дълго време, като забавят нейния топлообмен с околната среда.

Мерни единици за пренос на топлина

Според Международната система за измервания проводимостта на тялото се изразява в джаули (J), точно както за работа и енергия. Съществуват обаче и други често използвани единици за измерване на топлопреминаването:

  • Килокалории (Kcal). Калорията се определя като количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един грам вода с един градус по Целзий. Това е мярка, която често се използва в храненето за измерване на химическата енергия, съдържаща се в храната. Една килокалория се равнява на 1000 калории.
  • BTU (британска термична единица или британска термична единица). Определя се като количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един килограм вода с един градус по Фаренхайт, което се равнява на 252 калории. Тази мярка се използва често в англоговорящите страни, главно в Обединеното кралство и САЩ.