Виды теплопередачи теплопроводность, конвекция, излучение

Похожие презентации:

Виды теплопередачи в природе и технике

Теплопроводность при нестационарном тепловом режиме

Техническая термодинамика и теплопередача

Тепломассообмен. Теплопроводность при наличии внутренних источников теплоты

Теплопередача: теплопроводность, конвекция, излучение

Определение коэффициента теплопроводности изоляционного материала методом трубы

Электромагнитные колебания и волны. Подготовка к ГИА

Внутренняя энергия. Термодинамика

Теория основных тепловых процессов химической технологии. Тепловой баланс. Промышленные теплоносители. Теплопроводность

Виды теплопередачи. Теплопроводность. Конвекция. Излучение

1. Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

2. Способы изменения внутренней энергии

Совершение
работы
Теплообмен
Конвекция
Теплопро
водность
Излучение

3.

Виды теплопередачи. Теплопроводность.

•Теплопроводность — перенос энергии от
более нагретых участков тела к менее
нагретым за счет теплового движения и
взаимодействия микрочастиц (атомов,
молекул, ионов и т.п.), который приводит
к выравниванию температуры тела.
Не сопровождается переносом вещества!
Этот вид передачи внутренней энергии характерен как
для твердых веществ, так и для жидкостей и газов.

4. Закипание воды в бумажном стакане

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Закипание воды в бумажном
стакане»
• Скачайте фильм по адресу: http://schoolcollection.edu.ru/catalog/res/d5877037-6684-4b19-96af-b413a079b6ee/view/ и вставьте
его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов воспроизводить
автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в поле «Во весь
экран»

5. Виды теплопередачи. Теплопроводность.

• Теплопроводность различных веществ разная.
• Металлы обладают самой высокой теплопроводностью,
причем у разных металлов теплопроводность отличается.
• Жидкости обладают меньшей теплопроводностью, чем твердые
тела, а газы меньшей, чем жидкости.

6. Теплопроводность различных веществ

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Теплопроводность различных
веществ»
• Скачайте фильм по адресу: 8_87.avi
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов
воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в
поле «Во весь экран»
Вещества, имеющие плохую
теплопроводность, называются
теплоизоляторами

7. Лучший изолятор — воздух

Лучший изолятор воздух
• Теплоизоляционные материалы
замедляют движение молекул.
• Молекулы медленнее всего
движутся в сухом воздухе.
• Поэтому, при производстве
строительных материалов
используют основной принцип –
удержание воздуха в порах или
ячейках материала
• Вот так выглядят при увеличении:
ПЕНОПЛАСТ
Базальтовая вата
Пеностекло

8. Виды теплопередачи. Конвекция.

• Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передается
потоками (струями) вещества.
• Характерна для жидкостей и газов.

9. Конвекционные потоки при нагревании воды

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Конвекционные потоки при
нагревании воды»
• Скачайте фильм по адресу: 8_92.avi
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов
воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в
поле «Во весь экран»

10. Конвекция при нагревании льда в пробирке

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Конвекция при нагревании льда в
пробирке»
• Скачайте фильм по адресу: 8_92.avi
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов
воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в
поле «Во весь экран»

11. Принцип действия комнатного отопления

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Принцип действия комнатного
отопления»
• Скачайте фильм по адресу: http://school
collection. edu.ru/catalog/res/1f43ccd4-b57d-464b-9b13-b2e48b4a16cb/view/
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов
воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в
поле «Во весь экран»

12. Виды теплопередачи. Излучение.

• Излучение — вид теплопередачи, при
котором энергия передается с помощью
электромагнитных волн
(преимущественно инфракрасного
диапазона).
• Может происходить в вакууме

13. Нагревание излучением

• Здесь должен быть видеофрагмент
«Нагревание излучением»
• Скачайте фильм по адресу: 8_97.avi
и вставьте его на этот слайд. При вставке установите «при показе слайдов
воспроизводить автоматически», на вкладке «Параметры» поставьте галочку в
поле «Во весь экран»

14. Светлые и темные поверхности тел поглощают излучение по-разному.

15. Все виды теплопередачи одновременно!

Конвекция
Теплопроводность
Излучение

16. Рассмотрим задачи:

Подборка заданий.

17. 1. В кастрюле с водой, поставленной на электроплиту, теплопередача в воде осуществляется преимущественно

1)
2)
3)
4)
излучением и конвекцией
конвекцией и теплопроводностью
теплопроводностью
конвекцией

18. 2. При выполнении измерений теплоемкости тела при помощи калориметра можно получить более точный результат, если в пространстве

между двумя сосудами
калориметра находится:
A) вакуум;
Б) воздух;
B) вода.
1) 1
2) 2
3) 3
4) во всех случаях А—В точность измерений одинакова

19. 3. Как нагревается вода в чайнике, стоящем на электрической плите?

•1. Нагревание воды в чайнике осуществляется в основном
за счет поглощения излучения электрической плиты.
•2. Нагревание воды в чайнике осуществляется только
•за счет явления теплопроводности.
•3. Нагревание воды в чайнике происходит за счет явления
теплопроводности и конвекции.
•4. Нагревание воды в чайнике происходит только за счет
конвекции.

20. 4. В одинаковые сосуды с холодной водой опустили нагретые до 1000С сплошные шары одинакового объема, в первый сосуд — из меди,

а во второй
— из цинка. После достижения
состояния теплового равновесия
оказалось, что в сосудах установилась
разная температура. В каком из
сосудов окажется более высокая
температура?
1. В первом сосуде, так как удельная теплоемкость меди
больше удельной теплоемкости цинка.
2. В первом сосуде, так как плотность меди больше плотности
цинка.
3. Во втором сосуде, так как удельная теплоемкость цинка
больше удельной теплоемкости меди.
4. Во втором сосуде, так как плотность цинка больше
плотности меди.

21. 5. В комнате на столе лежат пластмассовый и металлический шарики одинакового объема. Какой из шариков на ощупь кажется

холоднее?
Ответ поясните.
•1. Металлический шарик на ощупь кажется холоднее.
•2.Теплопроводность металлического шарика больше
теплопроводности пластмассового. Теплоотвод от
пальца к металлическому шарику происходит
интенсивнее, это создает ощущение холода.

22. 6. Религиозные люди утверждают, что лишь в день Пасхи солнце при восходе ≪играет≫ (диск солнца колеблется, меняет свою форму и

цвет). Как
объяснить видимое колебание диска восходящего
солнца?
•Весной почва в разных местах нагрета по-разному и
воздух над этими местами имеет различную плотность,
разный показатель преломления. Воздух вследствие
конвекции движется, лучи света проходят сквозь слои
воздуха с меняющимся показателем преломления. Это
вызывает колебание видимого диска Солнца. «Игра»
Солнца наблюдается в любой день, когда возникает
температурная, а следовательно, и оптическая
неоднородность воздуха

23. Домашнее задание

§§4
Упражнение 3
Для желающих в электронном виде задание
на странице 14

English    
Русский
Правила

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

На
прошлом уроке мы с вами с вами узнали, что все без исключения тела обладают
внутренней энергией, которая представляет собой сумму кинетической энергии
теплового движения частиц, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их
взаимодействия.

Также
мы с вами вспомнили, что изменить внутреннюю энергию тела можно двумя
способами: путём совершения механической работы и теплопередачей.

Всего
существует три простых (элементарных) механизма передачи тепла:
теплопроводность, конвекция и тепловое излучение. Рассмотрим эти явления.

Для
начала проведём с вами такой опыт. К медному стержню, закреплённому в штативе,
с помощью пластилина прикрепим несколько болтиков. Свободный конец стержня
будем нагревать на пламени спиртовки. Через некоторое время мы увидим, что болтики
начнут отпадать от стержня: сначала отпадёт тот болт, который находится ближе к
пламени. А затем, поочерёдно, все остальные.

Поскольку
болтики отпадали не одновременно, то можно сделать вывод о том, что температура
стержня повышалась постепенно. Такая передача энергии происходит в результате
столкновения частиц. Она передаётся как бы по цепочке, последовательно слой за
слоем. Почему так происходит. Попробуем разобраться, используя ранее полученные
знания.

Итак,
мы знаем, что в твёрдом теле (например, в металле) потенциальная энергия
взаимодействия частиц велика, и они могут совершать колебательные движения
около своих положений равновесия. Частицы металла ближнего к пламени конца
стержня получают от него энергию. А это значит, что увеличивается средняя
кинетическая энергия колебательного движения его частиц. Так как частицы
взаимодействуют друг с другом, то они передают часть своей энергии соседним
частицам, заставляя их колебаться быстрее. Те, в свою очередь, передают энергию
своим соседям, и так далее по всему стержню.

Обратите
внимание на то, что перемещение вещества в этом случае не происходит. Но при
этом передаётся энергия. Так вот, процесс переноса теплоты от более нагретых
тел или частей тела к менее нагретым в результате теплового движения и
взаимодействия частиц без переноса вещества называется теплопроводностью.

Так
как взаимодействие молекул и тепловое движение у разных веществ неодинаковы, то
и теплопроводность веществ разная. Чтобы в этом убедиться модифицируем наш
прошлый опыт. К медному стержню прикрепим разветвитель, в который вставим стержни
одинакового размера из стали, стекла и дерева. Как и в прошлый раз, с помощью
пластилина закрепим болтики на стержнях и зажжём спиртовку. Через некоторое
время мы заметим, как первым отпадает болтик от медного стержня. Значит медь —
это хороший проводник тепла. Затем отпадает болтик от стержня из стали.

Ждать
же, пока прогреются стеклянный и деревянный стержни, приходится очень долго.
Отсюда можно сделать вывод о том, что дерево и стекло имеют очень малую
теплопроводность. Напомним, что слабо проводящие теплоту материалы называются теплоизоляторами.

А
теперь посмотрим, как проводят теплоты газы. Для этого поместим в открытый
конец пробирки термометр и будем нагревать пробирку в пламени спиртовки
донышком вверх. Нетрудно заметить, что нагревание воздуха идёт, но очень
медленно, что подтверждается незначительным повышением показания термометра.

Так
чем объясняется столь плохая теплопроводность газов? Вспомните, что силы
взаимодействия между молекулами газов при нормальном давлении практически равны
нулю. Значит, энергия переносится только за счёт хаотического движения молекул
и столкновений их друг с другом. Поэтому, например, сильно разрежённые газы
практически не проводят теплоту. Это их свойство применяют, например, в
термосах, чтобы продолжительное время сохранять в них жидкости при постоянной
температуре. Также и современные стеклопакеты делают одно-, двух- и даже
трёхкамерными с изолирующим газом в полостях между стёклами с целью уменьшения
теплопередачи через остеклённые поверхности.

А
теперь давайте с вами выясним, какова же теплопроводность жидкостей? Для этого
возьмём пробирку с водой, на дно которой поместим кусочек льда. А чтобы лёд не
всплывал, прикрепим к нему металлическую гайку. Теперь будем нагревать верхнюю
часть пробирки в спиртовке.

Через
некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, но лёд на дне при этом
не растает. О чём это говорит? Правильно, о том, что теплопроводность воды
малая, хотя и больше чем у воздуха. Действительно, теплопроводность воды
примерно в 25 раз выше, чем воздуха, но примерно в 670 раз меньше теплопроводности
меди.

Но
следует помнить, что металлы, находящиеся в жидком состоянии (это, например,
медь, олово, ртуть и так далее) обладают очень хорошей теплопроводностью.

И
так, из всех рассмотренных нами примеров мы можем сделать вывод о том, что теплопроводность
— это свойство тел, и у каждого тела она разная. Например, шерсть, перья и
волосы имеют плохую теплопроводность, что вполне логично, так как их основной
функцией является защита от холода. Плохая теплопроводность этих веществ
объясняется тем, что между их волокнами содержится воздух.

Мы
постоянно сталкиваемся с явлением теплопроводности и в повседневной жизни.
Например, посуду, в которой готовят пищу, делают из материалов, обладающих
хорошей теплопроводностью, чтобы передавать энергию от источника к пище. А вот
посуду из которой едят, наоборот, делают из материалов с плохой
теплопроводностью.

Зимние
куртки наполняют материалом с плохой проводимостью тепла. Таким образом, тепло
нашего тела меньше передаётся окружающему нас холодному воздуху. Вот почему
говорят, что «не шуба греет человека, а человек шубу».

Самой
низкой теплопроводностью обладает вакуум (то есть пространство, свободное от
вещества). И это неудивительно, ведь явление теплопроводности возникает при
взаимодействии молекул или других частиц, которых попросту нет в вакууме. Этим
и объясняется тот факт, что в открытом космосе самая низкая температура в
природе.

Конечно
же у вас может возникнуть вопрос: как же тогда нам передаётся тепло от Солнца? Это
происходит посредством ещё одного вида теплопередачи — излучения. Его главной
особенностью является то, что оно возможно не только в среде, но и в вакууме.

Механизм
излучения сложен и поэтому с ним вы познакомитесь в старших классах. Здесь же
подчеркнём то, что при излучении происходит перенос энергии не частицами
вещества, а электромагнитными волнами. Именно поэтому для излучения не
требуется среда.

Давайте
посмотрим от чего зависит и насколько эффективно идёт излучение в таком опыте.
Два теплоприемника соединим с коленами манометра и поднесём их черными
сторонами к сосуду с горячей водой, одна половина которого зачернена, а другая
— белая.

Как
видно уровень жидкости в левом колене манометра стал ниже, чем в правом.
Значит, давление в первом теплоприемнике выше, чем во втором. А это говорит нам
о том, что воздух в теплоприемнике, обращённом к зачернённой поверхности
сосуда, нагрелся сильнее. Следовательно, тела с темной поверхностью излучают больше
энергии (теплоты), чем тела со светлой поверхностью. Поэтому тела с темной
поверхностью остывают быстрее, чем со светлой.

А
теперь видоизменим опыт. К сосуду с горячей водой, вся поверхность которого
зачернена, повернём теплоприемники разными сторонами. Как видим, уровень
жидкости в левом колене манометра стал ниже. Значит, воздух в теплоприемнике, обращённом
к сосуду чёрной стороной, поглотил больше энергии и нагрелся сильнее. Таким
образом, тела с темной поверхностью поглощают больше энергии, чем тела со
светлой поверхностью, а поэтому и нагреваются быстрее.

На
основании наших опытов мы можем сделать вывод о том, что тело, которое больше
поглощает энергии, больше и излучает.

Этот
факт учитывается в технике и быту. Самолёты, скафандры космонавтов,
холодильники и морозильные камеры окрашивают в серебристый или светлые цвета,
чтобы они меньше нагревались. В люди стараются носить светлую одежду. А в
северных районах иногда лёд на реках окрашивают с самолёта в чёрный цвет ещё до
наступления паводка, чтобы избежать бурного ледохода.

А
теперь давайте проведём такой опыт. В трубку с холодной водой опустим несколько
кристалликов марганцовки. При помощи спиртовки будем нагревать трубку снизу.

Через
некоторое время мы увидим, как нагретые нижние слои воды поднимаются вверх.
Верхние слои, как более холодные, а значит, более плотные, опускаются вниз,
нагреваются и устремляются вверх. Через некоторое время вода нагреется по всему
объёму трубки. Так происходит перенос теплоты (энергии) в жидкостях.

Наблюдать
перенос теплоты (энергии) в газах, например в воздухе, можно, проделав такой
опыт. Зажжём свечу. Нагретый над пламенем свечи воздух перемещается вверх.
Поставив на пути пластмассовую пластинку, можно изменить направление потока,
что видно на экране.

А
кто из вас не замечал такую картину: в морозное утро дым из печной трубы
серебристым столбом поднимается вверх? Давайте найдём объяснение и этому факту.
Нагретый в печной трубе воздух становится легче холодного, и по закону Архимеда
холодный воздух, подтекая под нагретую часть, заставляет его подниматься вверх.
При таком перемещении нагретого объёма вещества и переносится теплота.

Перенос
энергии в жидкостях и газах потоками вещества называется конвекцией.

Отметим,
что в твёрдых телах конвекция невозможна, так как в твёрдом теле вещество не
может перемещаться по объёму.

Конвекция
обуславливает множество явлений природы и процессов, происходящих в
повседневной жизни. Так, например, благодаря конвекции создаётся нужная тяга в
печах и каминах, чтобы полностью сжечь в них топливо. Для создания нужной тяги
даже в очень небольших котельных трубы делают высотой в несколько десятков
метров.

А,
например, железобетонная дымовая труба Экибастузской ГРЭС-2 в Казахстане, имея
высоту 420 метров, является самой высокой в мире и занесена в Книгу рекордов
Гиннесса.

Проводимость, конвекция и излучение —

Теплота представляет собой форму энергии, которая может передаваться тремя различными способами от горячего тела к холодному или от более высоких температур к более низким. Общая теплопередача равна сумме теплоты, переданной всеми тремя способами теплопередачи : проводимостью, конвекцией и излучением.

В этой статье мы обсудим различные режимы теплопередачи, теплопроводности, конвекции и излучения и способы их расчета.

Режимы теплопередачи

Режимы теплопередачи

Как показано выше, хорошим примером теплопередачи является нагревание одной стороны металлического блока (грань А). Тепло передается от поверхности А к поверхности В посредством теплопроводности. И когда воздух обтекает горячую поверхность. Конвективный теплообмен происходит через воздух. Тогда как радиационный теплообмен происходит даже в том случае, если тело находится в вакууме.

Следовательно, вот три режима теплопередачи :

1. Теплопроводность
2. Конвекция
3. Излучение

Кондуктивная передача тепла Кондуктивный теплообмен между твердыми телами происходит за счет молекулярного возбуждения. Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о кондуктивной теплопередаче.

Как показано на изображении, когда проводящая металлическая пластина нагревается с одного конца. Передача тепла происходит из области высоких температур в области низких за счет молекулярного возбуждения. Кондуктивный теплообмен происходит в теплопроводных телах.

Скорость теплопередачи прямо пропорциональна теплопроводности материала. Например, Считая все остальные параметры равными. Скорость теплопередачи у меди будет выше, чем у пластика.

Расчет кондуктивной теплопередачи

Скорость теплопередачи посредством теплопроводности определяется законом теплопроводности Фурье. Скорость кондуктивной теплопередачи прямо пропорциональна площади контакта, теплопроводности материала, перепаду температур и обратно пропорциональна толщине.

Кондуктивная теплопередача (Qc) = – K A dT / L

Где

Qc = кондуктивная теплопередача в единицу времени в ваттах

A = площадь поперечного сечения в квадратных метрах

k = теплопроводность материала

dT = (T2-T1)

L = Толщина или длина детали

Конвекционная теплопередача

Конвективная теплопередача включает перенос тепла из одного места в другое посредством движения текучих сред (воздуха или жидкости) . Когда молекулы перемещаются из одного места в другое, они уносят с собой тепло.

Как показано на изображении выше, при нагревании воды в миске. Перенос тепла происходит за счет движения молекул от нагретой нижней поверхности к относительно холодной верхней поверхности. Прочтите эту статью для более подробной информации о конвекционной теплопередаче.

Расчет конвективной теплопередачи

Скорость конвективной теплопередачи определяется законом охлаждения Ньютона. Он прямо пропорционален площади поверхности теплопередачи, коэффициенту конвективной теплопередачи и перепаду температур.

Конвективная теплопередача (Qv) = hc A dT

где

Qv = конвективная теплопередача в единицу времени в ваттах

A = площадь теплопередачи в квадратных метрах

hc= коэффициент конвективной теплопередачи (Вт/м² K )

dT = разница температур

Типы конвекционного теплообмена

Вот два типа конвективного теплообмена:

1. Естественная конвекция
2. Принудительная конвекция

2

2

0047 1) Естественная конвекция  

Естественная конвективная теплопередача вызывается силами плавучести. Силы плавучести возникают из-за изменения плотности и температуры жидкости. При естественной конвекции горячая жидкость/воздух поднимается вверх и заменяется более холодной жидкостью/воздухом. Далее эта жидкость также будет нагреваться и подниматься. Гравитация играет очень важную роль во время естественной конвекции.

2) Принудительная конвекция

Принудительная конвекция возникает, когда поток жидкости/воздуха вызывается внешней силой, такой как вентилятор или насос.

Коэффициент конвективной теплопередачи

Значение коэффициента конвективной теплопередачи ( hc ) зависит от типа среды (газ или жидкость), скорости потока и перепада температур.

Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

Естественная конвекция = 5–25 Вт/м² K

Вынужденная конвекция = 10–200 Вт/м² K

Формула для расчета коэффициента конвективной теплопередачи. (для воздуха)

v = относительная скорость объекта по воздуху. Эта формула работает для диапазона скоростей от 2 до 20 м/с.

Радиационный теплообмен

Радиационный теплообмен – это передача тепла от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Большинство этих волн лежат в инфракрасной области. В отличие от теплопроводности и конвекции, радиационная теплопередача не требует твердого тела, жидкости или газа. Например, передача тепла от Солнца к Земле происходит через вакуумное пространство.

Для теплопередачи излучением не требуется физического контакта между объектами. Отделка/цвет объекта влияет на скорость теплопередачи излучением. Прочтите эту статью для получения более подробной информации о теплопередаче излучением.

Расчет теплопередачи излучением (закон Стефана-Больцмана)

Закон теплового излучения Стефана-Больцмана гласит, что: Скорость теплопередачи излучением на единицу площади в черном теле прямо пропорциональна четвертой степени температуры тела. .

Теплопередача излучением = ε σ T⁴ A

T = абсолютная температура в Кельвинах

A = площадь излучающего тела в квадратных метрах

ε = коэффициент излучения тела

σ = постоянная Стефана Больцмана = 5,6703 x 10 Вт/м² K⁴

Итак, передача тепла от одного тела к другому происходит тремя способами теплопередачи : теплопроводностью, конвекцией и излучением. Общая теплопередача представляет собой сумму всех трех видов теплопередачи: проводимости, конвекции и излучения. Вы также можете использовать этот калькулятор для расчета количества тепла, переданного с помощью кондуктивной конвекции и излучения.

Мы будем продолжать добавлять информацию о различных режимах теплопередачи . Пожалуйста, добавьте свои предложения, комментарии или вопросы в Режимы теплопередачи Проводимость, Конвекция и Излучение.

Разница между проводимостью, конвекцией и излучением (со сравнительной таблицей)

В то время как проводимость представляет собой передачу тепловой энергии при прямом контакте, конвекция представляет собой перемещение тепла за счет фактического движения вещества; радиация — передача энергии с помощью электромагнитных волн.

Материя присутствует вокруг нас в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Переход вещества из одного состояния в другое называется изменением состояния, происходящим за счет теплообмена между веществом и окружающей его средой. Итак, теплота – это переход энергии из одной системы в другую, за счет разности температур, который происходит тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Люди часто неправильно понимают эти формы теплопередачи, но они основаны на различных физических взаимодействиях для передачи энергии. Чтобы изучить разницу между проводимостью, конвекцией и излучением, давайте взглянем на статью, представленную ниже.

Содержание: проводимость, конвекция и излучение

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Проводимость	Конвекция	Излучение
Значение	Теплопроводность — это процесс, при котором происходит передача тепла между объектами путем прямого контакта.	Конвекция относится к форме теплопередачи, при которой передача энергии происходит внутри жидкости.	Излучение относится к механизму передачи тепла без какого-либо физического контакта между объектами.
Представляет собой	Как тепло распространяется между объектами, находящимися в прямом контакте.	Как тепло проходит через жидкости.	Как тепло течет через пустые пространства.
Причина	Из-за разницы температур.	Из-за разницы в плотности.	Происходит от всех объектов при температуре выше 0 К.
Возникновение	Возникает в твердых телах в результате молекулярных столкновений.	Возникает в жидкостях в результате фактического течения материи.	Происходит на расстоянии и не нагревает промежуточное вещество.
Передача тепла	Использует нагретое твердое вещество.	Использует промежуточное вещество.	Использует электромагнитные волны.
Скорость	Медленная	Медленная	Быстрая
Закон отражения и преломления	Не соблюдается	Не соблюдается	Соблюдается

Определение теплопроводности

Теплопроводность можно понимать как процесс, который обеспечивает прямую передачу тепла через вещество из-за разницы температур между соседними частями объекта. Это происходит, когда температура молекул, присутствующих в веществе, увеличивается, что приводит к сильной вибрации. Молекулы сталкиваются с окружающими молекулами, заставляя их тоже вибрировать, что приводит к переносу тепловой энергии в соседнюю часть объекта.

Проще говоря, всякий раз, когда два объекта находятся в непосредственном контакте друг с другом, происходит передача тепла от более горячего объекта к более холодному, что происходит благодаря теплопроводности. Далее, объекты, которые позволяют теплу легко проходить через них, называются проводниками.

Определение конвекции

В науке под конвекцией подразумевается форма передачи тепла посредством реального движения материи, которое происходит только в жидкостях. Жидкость относится к любому веществу, молекулы которого свободно перемещаются из одного места в другое, например к жидкости или газу. Это происходит естественно или даже принудительно.

Гравитация играет большую роль в естественной конвекции, так как когда вещество нагревается снизу, это приводит к расширению более горячей части. За счет плавучести более горячее вещество поднимается вверх, так как оно менее плотное, а более холодное заменяет его, опускаясь на дно, за счет большой плотности, которое при нагревании движется вверх, и процесс продолжается. При конвекции при нагревании вещества его молекулы расходятся и расходятся.

При принудительной конвекции вещество вынуждено двигаться вверх с помощью любых физических средств, таких как насос. Например. Система воздушного отопления.

Определение излучения

Механизм теплопередачи, в котором не требуется среда, называется излучением. Это относится к движению тепла волнами, так как для прохождения через него не нужны молекулы. Объект не должен находиться в прямом контакте друг с другом для передачи тепла. Всякий раз, когда вы чувствуете тепло, не касаясь предмета, это происходит из-за излучения. Кроме того, цвет, ориентация поверхности и т. д. являются некоторыми из свойств поверхности, от которых сильно зависит излучение.

В этом процессе энергия передается через электромагнитные волны, называемые лучистой энергией. Горячие объекты обычно излучают тепловую энергию в более прохладное окружение. Лучистая энергия способна перемещаться в вакууме от источника к более холодным местам. Лучшим примером излучения является солнечная энергия, которую мы получаем от солнца, даже несмотря на то, что оно находится далеко от нас.

Основные различия между проводимостью, конвекцией и излучением

Существенные различия между проводимостью, конвекцией и излучением объясняются следующим образом:

1. Теплопроводность — это процесс, при котором тепло передается между частями континуума посредством прямого физического контакта. Конвекция — это принцип, при котором тепло передается потоками в жидкости, то есть в жидкости или газе. Излучение – это механизм теплопередачи, при котором переход происходит посредством электромагнитных волн.
2. Теплопроводность показывает, как тепло передается между объектами, находящимися в непосредственном контакте, а Конвекция отражает, как тепло распространяется через жидкости и газы. В отличие от этого, излучение показывает, как тепло проходит через места, где нет молекул.
3. Теплопроводность происходит в результате разницы температур, т.е. тепловые потоки из высокотемпературной области в низкотемпературную. Конвекция происходит из-за изменения плотности, так что тепло перемещается из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью. Наоборот, все объекты выделяют тепло, имея температуру более 0 К.
4. Проводимость обычно происходит в твердых телах за счет столкновения молекул. Конвекция происходит в жидкостях за счет массового движения молекул в одном направлении. Напротив, Излучение происходит через космический вакуум и не нагревает промежуточную среду.
5. Передача тепла осуществляется через нагретое твердое вещество при теплопроводности, тогда как при конвекции тепловая энергия передается через промежуточную среду. В отличие от рациона, для передачи тепла используются электромагнитные волны.
6. Скорость теплопроводности и конвекции меньше скорости излучения.