Теплопроводность — Технарь

Внутренняя энергия, как и всякий, иной вид энергии, может передаваться от одного тела к другому. Мы уже рассмотрели один из примеров такой передачи — передачу энергии от горячей воды к холодной ложке. Такой вид теплопередачи называется: теплопроводностью.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Закрепляют один конец толстой медной проволоки в штативе, а к проволоке прикрепляют воском несколько гвоздиков (рис. 183). При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск плавится, и гвоздики постепенно отпадают от проволоки. Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.

Как происходит передача энергии по проволоке?

Сначала горячее пламя вызывает усиление колебательного движения частиц металла в одном конце проволоки и температура его повышается. Потом это усиление движения передается соседним частицам, и скорость их колебаний также увеличивается, т. е. повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость колебания следующих частиц и т. д. При этом очень важно заметить, что при теплопроводности само вещество не перемещается от одного конца тела к другому.

Различные вещества имеют разную теплопроводность. В этом можно убедиться на опыте, в котором энергия передается по стержням из разных металлов (рис. 184). И из жизненного опыта мы знаем, что одни вещества имеют большую теплопроводность, чем другие. Железный гвоздь, например, нельзя долго нагревать, держа в руке, а горящую спичку можно держать до тех пор, пока пламя не коснется руки.

Большую теплопроводность имеют металлы, особенно серебро и медь.

У жидкостей, за исключением расплавленных металлов, например ртути, теплопроводность невелика. У газов теплопроводность еще меньше. Ведь молекулы их находятся далеко друг от друга и передача движения от одной молекулы к другой затруднена.

Шерсть, пух, мех и другие пористые тела между своими волокнами содержат воздух и поэтому обладают плохой теплопроводностью. Вот почему шерсть, мех, пух защищают животных от охлаждения. Защищает животных от охлаждения и жировой слой, который имеется у водоплавающих птиц, у китов, моржей, тюленей.

Самую малую теплопроводность имеет вакуум — сильно разреженный газ. Объясняется это тем, что теплопроводность, т. е. перенос энергии от одной части тела к другой, осуществляют молекулы или другие частицы, — следовательно, там, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Вещества с малой теплопроводностью применяют там, где необходимо сохранять энергию. Например, кирпичные стены помогают сохранять внутреннюю энергию в помещении. Можно предохранить тела, и от нагревания, например лед в погребе сохраняют, обкладывая погреб соломой, опилками и землей, которые обладают плохой теплопроводностью.

Вопросы. 1. На каком опыте можно наблюдать передачу внутренней энергии твердым телом? 2. Как происходит передача энергии по металлической проволоке? 3. Какие вещества имеют наибольшую и наименьшую теплопроводность? Где их применяют?

Упражнения. 1. Почему глубокий рыхлый снег предохраняет озимые хлеба от вымерзания? 2. Объясните, почему солома, сено, сухие листья обладают плохой теплопроводностью. 3. Подсчитано, что теплопроводность сосновых досок в 3,7 раза больше, чем сосновых опилок, теплопроводность льда в 21,6 раза больше, чем свежевыпавшего снега (снег состоит из мелких кристалликов льда). Чем объяснить такую разницу? 4. Почему выражение «шуба греет» неверно? 5. Ножницы и карандаши, лежащие на столе, имеют одинаковую температуру. Почему же на ощупь ножницы кажутся холоднее? 6. Объясните, каким образом мех, пух, перья на теле животных, а также одежда человека защищают от холода.

Что такое удельная теплопроводность и как она определяется?

Почему мы можем держаться за ручку горячей сковороды, не рискуя обжечься? А как вы объясните, что когда вы идете босиком по ковру, вы не чувствуете холода, но когда вы встаете на плитку в ванной, ваши ноги сразу же замерзают, хотя ковер и плитка имеют одинаковую температуру?

Хорошо известно, что прикосновение голой рукой к металлическому поручню на морозе очень неприятно — вы чувствуете сильный холод. Когда поручень деревянный, ощущения совершенно другие — деревянный поручень кажется более теплым. Как это возможно? Ведь оба поручня имеют одинаковую температуру — температуру окружающей среды.

Это связано с тем, что металл и дерево отличаются по скорости теплопроводности. Металл является лучшим проводником тепла, чем дерево, и тепло от руки проходит через него быстрее. Именно поэтому рука быстрее остывает при прикосновении к холодному металлу, чем при прикосновении к холодному куску дерева.

В обеих ситуациях используется одно и то же явление — теплопроводность. В этой статье вы узнаете, от чего зависит скорость прохождения тепловой энергии через тела из различных веществ.

Что такое удельная теплопроводность?

Удельная теплопроводность (часто используется термин «удельная теплопроводность») — это величина, которая описывает, как вещество проводит тепло. Высокое значение удельной проводимости означает, что тело является хорошим проводником тепла. Тела, которые плохо проводят тепло, называемые теплоизоляторами, имеют низкое значение удельной проводимости.

Тепловая энергия всегда течет от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой и передается в результате столкновений между молекулами. Температура — это мера средней кинетической энергии молекул. Молекулы высокотемпературного тела движутся с высокой средней кинетической энергией, в то время как молекулы более холодного тела имеют более низкую среднюю кинетическую энергию.

При столкновениях частиц кинетическая энергия передается от частицы с большей энергией к частице с меньшей энергией. При следующем столкновении энергия передается все дальше и дальше в область с более низкой температурой. Таким образом, происходит теплопроводность.

От чего зависит скорость потока тепловой энергии?

Рассмотрим, от чего зависит скорость теплопроводности, т.е. количество тепла, прошедшего через тело за единицу времени. Если энергия Q прошла через тело за время t, то скорость теплопроводности равна Q / t. Единицей измерения тепловой энергии Q является джоуль (Дж), единицей измерения времени — секунда. Поэтому единица измерения Q/t это Дж / с = Вт (ватт) — единица измерения мощности.

Для простоты предположим, что теплопроводящее тело имеет кубовидную форму с длиной d и площадью поперечного сечения S (рис. 1.).

Рис. 1. Скорость потока тепловой энергии зависит от разности температур, площади поперечного сечения и толщины теплопроводящего тела, а также от типа вещества, образующего это тело

Поскольку тепловая энергия передается при прямых столкновениях между частицами, чем больше площадь поперечного сечения тела, тем больше будет столкновений и тем быстрее будет протекать энергия. Поэтому мы можем написать, что скорость потока энергии прямо пропорциональна площади поперечного сечения S,

Q / t ~ S

Скорость потока энергии также зависит от разницы температур на концах проводящего тела — чем больше разница температур ΔT, тем быстрее течет энергия:

Q / t ~ ΔT.

Напротив, скорость потока тепловой энергии обратно пропорциональна толщине d проводящего тела.

Q / t ~ 1 / d

Именно поэтому зимой мы носим толстые плащи, а тюлени и другие морские животные защищают себя от потери тепла толстым слоем жира под кожей.

Коэффициент пропорциональности k называется удельной проводимостью (электропроводностью). Это свойство вещества, из которого состоит теплопроводящее тело.

Мы можем связать удельную проводимость с величинами, известными из опыта, с помощью формулы:

k = Q * d / t * S * ΔT

где

• Q — количество тепла, проходящего через тело,
• S — площадь поперечного сечения, через которое проходит тепловой поток,
• t — время потока,
• ΔT — разность температур между концами тела,
• d — толщина перегородки.

Единицей измерения k является Вт / м * К (Ватт на метр и Кельвин).

Пример 1.

Рассчитайте, сколько тепловой энергии переходит в нижний конец пробирки за 2 минуты, если длина пробирки 10 см, а диаметр 1,6 см. Температура воды в верхнем конце пробирки составляет 100°C, а в нижнем — 20°C. Преобразуя формулу для скорости потока тепловой энергии, мы получаем формулу для переданного тепла:

Q = k * S / d * ΔT * t

Подставив численные значения: t = 120 с, d = 0,1 м, ΔT = 80 K, S = πr² = 0,0002 м², k = 0,609 Вт/(v⋅K), получим Q = 11,7 Дж.

Какую массу воды можно нагреть на 1°C? Мы будем использовать формулу для количества теплоты, необходимого для нагревания массы m вещества при повышении температуры на ΔT:

Q = m * c_w * ΔT

Где c_w = 4190 Дж/(кг ⋅K) — удельная теплота воды. Масса воды, нагретой на 1°C, составляет всего m = 0,003 кг = 3 г, что меньше содержимого чайной ложки. Неудивительно, что внизу пробирки прохладно, а вода внизу никогда не закипит, потому что к тому времени, когда туда поступит нужное количество тепла, вода наверху выкипит и процесс нагревания жидкости прекратится.

Среди лучших проводников тепла — металлы, которые также хорошо проводят электричество. Это связано с существованием в металлах свободных электронов, которые могут свободно перемещаться и быстро передавать кинетическую энергию при столкновениях. Напротив, тела, которые являются изоляторами и не проводят электричество, являются также хорошими теплоизоляторами, т.е. имеют низкое значение удельной проводимости.

Какую массу воды можно нагреть на 1°C? Мы будем использовать формулу для количества теплоты, необходимого для нагревания массы m вещества при повышении температуры на ΔT:

В таблице 1 ниже приведены примеры значений удельной проводимости.

Обратите внимание на низкое значение удельной проводимости воздуха. Именно поэтому пуховик отлично защищает от мороза, ведь пух содержит много воздуха. Птицы используют воздух как отличный теплоизолятор, взъерошивая зимой свои перья и становясь похожими на шар (рис. 2.).

Рис. 2. Птицы взъерошивают свои перья в холодную погоду, увеличивая количество воздуха между перьями и тем самым защищая себя от потери тепла

Благодаря изоляционным свойствам свежевыпавшего снега (k = 0,05 Вт / м * К) животные находят под снегом хорошее укрытие от мороза.

Напротив, для изготовления кастрюль и сковородок используются материалы, хорошо проводящие тепло. Сравнивая удельную проводимость меди (k = 370 Вт / м * К) и стали (k = 58 Вт / м * К ), мы понимаем, почему медные кастрюли и сковороды долгое время считались лучшими.

Теплопроводность жидкостей

Исследование теплопроводности жидкости должно проводиться целенаправленно. Если жидкость нагревается снизу, то тепловая энергия будет распределяться по всему объему жидкости за счет конвекции (рис. 3.). Вот почему пробирку, наполненную водой, нельзя нагревать снизу, держа ее незащищенной рукой за верхнюю часть.

Рис. 3. В жидкости, нагреваемой снизу, тепло от нижних слоев передается верхним слоям путем конвекции_svg

Конвекция возникает, когда температура нижних слоев жидкости выше температуры верхних слоев. Разница в температуре вызывает разницу в плотности жидкости. Под действием силы плавучести горячая жидкость с меньшей плотностью поднимается вверх, а холодная жидкость с большей плотностью опускается вниз под действием гравитационной силы. Конвекция — это очень эффективный процесс теплопередачи. Хотя теплопроводность происходит параллельно с конвекцией, в ситуации, показанной на рис. 3, невозможно выделить и отделить тепло, передаваемое теплопроводностью, от тепла, передаваемого конвекцией.

Поэтому для изучения теплопроводности жидкости необходимо подвести к ней тепло таким образом, чтобы конвекция не возникала. Решением может быть помещение жидкости в горизонтальную трубку и нагрев ее сбоку (рис. 4.).

Рис. 4. Схема измерительного комплекта для проверки теплопроводности жидкостей. Поместив жидкость в горизонтальную трубку и нагревая ее сбоку, можно изучить теплопроводность, не нарушенную конвекцией.

Передача энергии: проводимость | METEO 3: Introductory Meetorology

Мы уже говорили о том, как земная поверхность нагревается или охлаждается в ответ на поглощение и испускание радиации на поверхности, но радиационные процессы сами по себе не определяют температуру воздуха. Теперь нам нужно обсудить другие способы передачи энергии от земной поверхности в атмосферу, а именно «проводимость» и «конвекцию». Мы начнем с проводимости, которая, как вы скоро увидите, является «деликатной темой».

Проводимость

Напомним из нашего определения температуры, что молекулы и атомы в теплых объектах в среднем обладают высокой кинетической энергией. Кинетическая энергия молекул и атомов в холодных объектах гораздо более сдержанна. Когда теплые и холодные объекты соприкасаются, быстро движущиеся атомы и молекулы сталкиваются с более медленными, сообщая кинетическую энергию в результате столкновения. Чтобы понять, что я имею в виду, представьте себе танцпол, полный безумно танцующих подростков и несколько пенсионеров, которые танцуют щека к щеке под медленную балладу. Неизбежные столкновения заставляют медленных танцоров накапливать нежелательную кинетическую энергию и неуклюже шататься по танцполу. Тем временем неистовые подростки теряют кинетическую энергию при столкновениях.

Наша причудливая смесь дико танцующих подростков и медленно танцующих пенсионеров иллюстрирует идею проводимости — передачи энергии посредством контакта, посредством молекулярных столкновений. Для визуального примера посмотрите короткое видео ниже (1:33).

Conduction

Предоставлено: Penn State University

Нажмите здесь, чтобы просмотреть стенограмму видео Conduction.

Теплопроводность – это передача тепловой энергии за счет кинетического движения атомов в веществе. Помните, что все атомы имеют какое-то движение. Это верно даже для атомов, составляющих твердое тело. Обратите внимание, что в этой анимации атомы в металлическом стержне медленно вибрируют из-за их относительно низкой температуры (могу добавить, что в реальной жизни атомы вибрируют с огромной скоростью, так что это всего лишь представление). Теперь посмотрите, что происходит, когда я вставляю металлический стержень в печь.

Обратите внимание, что по мере нагревания металла атомы на конце стержня начинают вибрировать быстрее. Более быстрые вибрирующие атомы передают часть своей энергии более медленным соседним атомам. Таким образом, более медленные атомы также вибрируют быстрее, что дает им более высокую температуру. Это проводимость.

Я также должен упомянуть, что теплопроводность работает и для охлаждения объекта. Когда более медленный вибрирующий атом находится рядом с более быстрым атомом, мы видели, что более медленный атом забирает часть энергии у быстрого атома. Это заставляет медленный атом вибрировать быстрее, НО также замедляет более быстрый вибрирующий атом, охлаждая его. Если «холодных» атомов НАМНОГО больше, чем более теплых, то чистый эффект передачи энергии заключается в охлаждении более теплых атомов до температуры, равной температуре окружающей среды.

Продолжая нашу метафору с танцполом, что происходит, когда относительно теплый объект соприкасается с более холодным? Неудивительно, что более теплый объект становится холоднее, поскольку его дико танцующие молекулы теряют кинетическую энергию при столкновении с более медленными танцующими молекулами более холодного объекта. В свою очередь, более холодный объект становится теплее, так как при контакте приобретает кинетическую энергию.

Например, рука холодеет, когда вы беретесь за металлический предмет в своей квартире или доме. Это потому, что у металла высокая теплопроводность (мера способности материала проводить тепловую энергию). Другими словами, металл быстро отводит кинетическую энергию от быстро вибрирующих молекул в вашей коже. В результате ваша рука чувствует себя прохладной.

В отличие от большинства металлов воздух обладает низкой теплопроводностью. Вот почему пористые материалы, такие как шерсть (пористый означает, что есть небольшие карманы для воздуха) являются эффективными теплоизоляторами. Учитывая низкую теплопроводность воздуха, неудивительно, что теплопроводность между землей и вышележащим воздухом происходит относительно медленно. Чтобы понять, что я имею в виду, предположим, что вы прижимаете деревянную плиту толщиной в несколько дюймов к горячей конфорке на вашей кухонной плите, которая слишком горячая, чтобы до нее можно было дотронуться. Температура древесины в контакте с горелкой духовки очень близка к температуре горелки (благодаря теплопроводности), но до верхней части деревянной плиты можно дотронуться без какой-либо боли. Почему? Для нагрева деревянного блока требуется время, потому что древесина имеет относительно низкую теплопроводность, что приводит к медленной передаче молекулярной кинетической энергии через толщу дерева.

Низкая теплопроводность деревянной плиты на вашей кухонной плите сродни воздушной плите на раскаленной земле в солнечный летний день. После восхода солнца земля обычно быстро нагревается, поскольку поглощает относительно интенсивное солнечное излучение, и поступающая солнечная энергия концентрируется в первых нескольких дюймах земли (даже в солнечный жаркий день вам не нужно копать очень далеко, чтобы добраться до прохладной почвы). В свою очередь, очень тонкий слой воздуха, соприкасающийся с землей, сильно нагревается за счет теплопроводности, хотя и довольно медленно.

На дорогах с твердым покрытием температура в этом тонком слое воздуха может достигать 140 градусов. Однако температура воздуха на уровне носа составляет, скажем, 85 градусов, что указывает на быстрое падение с высотой. Горячие босые ноги (ой!), но преобладают терпимые температуры на уровне носа, отчасти из-за низкой теплопроводности воздуха.

Возможно, вы слышали, как кто-то сказал: «Так жарко, что можно пожарить яичницу на тротуаре!» Оказывается, хотя поверхность Земли (особенно черные поверхности, поглощающие солнечное излучение) действительно может достигать температуры около 140 градусов по Фаренгейту, она все же недостаточно горячая, чтобы пожарить яйцо. Здесь фотограф призналась, что немного «помогла» яйцу выйти наружу.

Авторы и права: IT IS SO HOT…….. / Кейт Тер Хаар / CC BY 2.0

Проводимость также играет роль в ясные, безветренные ночи, создавая относительно большие вертикальные колебания температуры у земли. Возвращаясь к энергетическому балансу, вы знаете, что земля обычно начинает остывать после захода солнца в ясную ночь, потому что она излучает больше радиации, чем получает от атмосферы. Другими словами, температура земли начинает снижаться из-за дефицита радиации. В свою очередь, тонкий слой воздуха у земли начинает охлаждаться на проводимость как передача тепловой энергии происходит от изначально более теплого воздуха к более прохладной земле. Этот нисходящий перенос тепловой энергии лишь немного замедляет скорость охлаждения земли, которая продолжает терять больше радиации, чем получает.

Инверсия ночной температуры характеризуется повышением температуры с увеличением высоты над поверхностью земли. Они образуются чаще всего в ясные ночи при слабом ветре.

Авторы и права: Дэвид Бэбб

В ясную ночь при слабом ветре задержка охлаждения воздуха, не соприкасающегося с землей, часто приводит к повышению температуры воздуха с увеличением высоты над землей. Этот вертикальный температурный профиль называется ночной инверсией , «ночной» означает происходящую в ночь и «инверсией» в связи с тем, что температура увеличивается с высотой в атмосфере. Как мы обсудим позже, температура обычно понижается с высотой в нижней части атмосферы, поэтому инверсии противоположны этому «типичному» состоянию.

Чтобы понять, как формируется ночная инверсия, вспомните, что чистые потери радиации на поверхности (и, как следствие, охлаждение) косвенно вызывают охлаждение воздуха наверху. Когда нисходящее IR мало из-за отсутствия облаков, скорость охлаждения на поверхности максимальна, и как только земля начинает остывать, тонкий слой воздуха, контактирующий с землей, становится холоднее и плотнее, поскольку энергия передается вниз на землю посредством теплопроводности (тепловая энергия передается от изначально более теплого воздуха к более холодной земле). По мере образования тонкого слоя «холодного» воздуха, контактирующего с поверхностью, в результате слой воздуха над ним остается теплее, поэтому этот слой также начинает охлаждаться за счет теплопроводности по мере того, как тепловая энергия передается вниз. Процесс продолжается, вызывая утолщение «холодного» слоя воздуха, контактирующего с поверхностью, но это относительно медленный процесс из-за низкой теплопроводности воздуха. В конце концов, температура начинает снижаться даже на том уровне, где температура официально измеряется (около 5 футов над землей) и на несколько больших высотах. Тем временем более теплый воздух находится над углубляющимся слоем ночного холода. Здесь передача тепла вниз очень медленная из-за толщины изолирующего слоя воздуха под ним.

Чтобы проиллюстрировать, насколько резким может быть профиль ночной температуры на поверхности, рассмотрим следующее: иней (кристаллы льда) иногда может образовываться на траве (или растениях) ночью, когда официальная минимальная температура составляет 36 градусов по Фаренгейту. Учитывая структуру ночной инверсии, вполне возможно, что температура воздуха на уровне травинки падает ниже 32 градусов, а температура воздуха на высоте официальных измерений (примерно 5 футов) составляет 36 градусов.

Суть в том, что в ясную ночь при спокойном (или очень слабом) ветре ночные инверсии часто формируются за счет теплопроводности, а температура у земли фактически увеличивается с высотой. Требование ясного неба должно иметь смысл для вас, потому что оно максимизирует дефицит радиации земли и последующее охлаждение, чтобы запустить процесс. Но что не так с требованием, чтобы ветер был спокойным (или очень слабым)? Действительно, ветреная ночь нарушает процессы, формирующие ночную инверсию, и это приводит нас к нашему последнему способу передачи энергии — конвекции. Читай дальше.

ATMO336 — осень 2009 г.

ATMO336 — осень 2009 г.

Следующая тема касается того, как человеческое тело обменивается энергией (или теплом)
с его окружением. Это будет включать в себя то, как тело реагирует на оба
горячие и холодные температуры И как влажность и ветер влияют на
Теплообмен. Это приведет нас к концепции фактора охлаждения ветром.
и тепловой индекс.

Передача энергии

Начнем с нескольких основ. Имейте в виду представленный здесь материал
является несколько упрощенным. В действительности расход энергии и передача
может сделать больше, чем просто изменить температуру объекта.

• Чтобы объект нагрелся, необходимо добавить энергию
• Чтобы объект остыл, необходимо удалить энергию
• Баланс энергии для объекта (который не производит внутреннюю энергию):
  • Если энергия на входе = энергия на выходе, температура объекта остается постоянной
  • Если энергия на входе > энергии на выходе, температура объекта увеличивается
  • Если энергия в
• Энергия передается между объектами, имеющими разную температуру. Направление
  передачи энергии ВСЕГДА от горячего —> холодного.
• Существует три механизма передачи энергии:
  1. Радиация
  2. Проводка
  3. Конвекция

Излучение — передача энергии через пространство или через материальную среду
в виде электромагнитных волн. Не беспокойтесь о понимании формулировки
последнего предложения. Сейчас будет только пара моментов. Мы вернемся к радиации
позже в семестре.

Все объекты во Вселенной излучают (или испускают) энергию излучения. Тип и количество
испускаемая энергия излучения зависит от температуры объекта. В общем, чем жарче
объекта, тем большее количество энергии излучения он излучает. Например, Солнце излучает
гораздо больше энергии излучения, чем Земля, потому что Солнце намного горячее.

Если вы поместите камень в космос, он потеряет энергию и, следовательно, остынет на
постоянно излучающие излучение. Тем временем камень получает энергию и, следовательно, нагревается.
поглощая энергию излучения, которая изначально была испущена другими объектами, такими как звезды.
Если энергия излучения, поглощаемая горной породой, больше, чем энергия излучения, излучаемая
скалой, температура скалы повысится. Если энергия излучения поглощается
меньше радиации
энергии, температура породы понизится.

Это объясняет большую часть ежедневных изменений температуры в данном месте на Земле.
Ночью поверхность земли охлаждается, потому что она излучает энергию излучения, а
нет энергии излучения, поступающей от Солнца. В течение дня поверхность земли
нагревается, потому что энергия излучения, поглощаемая Солнцем, больше, чем
энергия излучения, испускаемая землей.

Обмен радиационной энергией по большей части оказывает меньшее влияние на человека.
комфорта, чем энергетический обмен за счет проводимости и конвекции … однако, когда вы
подвергать себя воздействию прямых солнечных лучей, поглощение солнечного излучения может вызвать у вас чувство
теплый (или горячий).

Проводимость — это передача энергии при прямом столкновении молекул (касание).
Энергия может передаваться от одного объекта к другому или внутри одного объекта, который
содержит колебания температуры
(См. рисунок F).
Скорость, с которой энергия передается внутри
материал упоминается как его теплопроводность . Например, возьмем стальной стержень.
Нагрейте стержень с одного конца и измерьте, насколько быстро тепло передается к другому концу.
В общем, твердые тела и жидкости являются лучшими проводниками тепла, чем газы, потому что молекулы
из которых состоят твердые и жидкие тела, упакованы более плотно, чем газы. Таким образом, вода и
металлы являются хорошими проводниками тепла, а воздух — плохим проводником тепла (или хорошим теплоизолятором).
Ниже приведена таблица теплопроводностей для нескольких веществ. Вам не нужно
беспокоиться о научных единицах теплопроводности. Используйте таблицу
сравнить, насколько хорошо тепло передается теплопроводностью через различные материалы. Выше
теплопроводность, тем быстрее тепло проходит через материал путем теплопроводности.

Когда два разных
при прикосновении к объектам тепло всегда передается от более теплого объекта к более холодному. Если вы
прикоснитесь к чему-то горячему, энергия перейдет от горячего предмета к вам. Если ты прикоснешься к чему-то
холодно, энергия передается от вас к холодному объекту.

Скорость кондуктивной теплопередачи зависит от:

• Разница температур между объектами (Чем больше разница температур, тем быстрее теплообмен)
• Проводимость материала (например, кондуктивная теплопередача в воде намного быстрее, чем в воздухе)

Последняя причина может быть использована для объяснения того, почему окна с двойным остеклением более энергоэффективны, чем окна с двойным остеклением.
однокамерные стеклопакеты. Двустворчатые окна состоят из двух стекол, разделенных изоляционной перегородкой.
слой воздуха (см. рисунок F).
Различия в проводимости между водой и воздухом также частично объясняют, почему плавание в воде при
температура 70 градусов по Фаренгейту кажется холодной,
стоя на улице при температуре воздуха 70°F — нет. Потому что
вода является хорошим проводником тепла, она отводит тепло от вашего тела быстрее, чем воздух,
что приводит к ощущению холода.

Конвекция — это передача тепла за счет фактического движения массы внутри жидкости. Конвекция – это
очень важное средство переноса энергии в атмосфере, особенно влажная конвекция.
Только конвекция
происходит в жидкостях (жидкости и газы), а не в твердых телах.

В атмосфере важны два типа конвекции:

• Сухая конвекция
• Естественный – теплый воздух поднимается, холодный опускается (см. рис. G).
• Принудительный — ветер взбалтывает воздух, перемешивая его. Это частично объясняет, почему фанат
  может помочь вам остыть. В неподвижном воздухе тонкий слой нагретого воздуха
  образует изолирующий барьер прямо над вашей кожей. Ветры могут сдуть этот нагретый слой
  воздуха, увеличивая потери тепла.
• Влажная конвекция
• Учет энергии, удаляемой за счет испарения воды (обычно из
  у поверхности земли), затем доставляется, когда вода конденсируется (обычно высоко в атмосфере
  где образуются облака). (См. рис. G)
  Я обнаружил, что учащимся часто трудно понять этот процесс. Отзывать
  что водяной пар содержит больше внутренней энергии, чем жидкая вода. Когда вода испаряется, вы
  Можно сказать, что энергия, затраченная на испарение жидкости, запасается в водяном паре. Этот
  накопленная энергия высвобождается, когда водяной пар снова конденсируется в жидкую воду. В целом энергия
  удаляется из области, где вода испаряется, и высвобождается там, где вода конденсируется, таким образом
  перенос энергии из одного места в другое.
• Скорость потери тепла через испарение зависит от чистой скорости испарения, которая
  как мы видели, зависит от относительной влажности. Скорость чистого испарения также зависит
  на ветру. В неподвижном воздухе тонкий слой влажного воздуха образует барьер, над которым жидкая вода
  испаряется. Ветры могут сдуть этот влажный слой воздуха, увеличивая испарение.
  потери тепла. Это на самом деле более важно для понимания того, почему фанат может вам помочь.
  сохранять прохладу в жаркий день. В целом, чем выше скорость ветра, тем выше скорость
  чистого испарения.