Проводимость против конвекции, против излучения: разница и сравнение

Когда тепловая энергия передается от одной системы к другой посредством рассеивания тепла, это явление называется теплопередачей.

Научная викторина

Проверьте свои знания по темам, связанным с наукой

1 / 10

Газированная вода содержит

Углекислота

Серная кислота

Углекислый газ

Азотная кислота

2 / 10

ДНК несет в себе инструкции для роста организма. ДНК означает…..

Нуклеиновое яблоко дезоксирибозы

Дезоксирибозный нуклеиновый аппарат

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Дезоксирибозоядерная кислота

3 / 10

Какое из следующих соединений в основном используется в дезинфицирующих средствах для рук?

Альдегид

Уксусная кислота

Алкоголь

кетонов

4 / 10

Что такое веселящий газ?

Оксид азота

Монооксид углерода

Сернистый газ

Пероксид водорода

5 / 10

Что такое PH H₂O?

6 / 10

Назовите ткань, из которой шьют бронежилеты?

Утюг

Алюминий

Сталь

Кевлар

7 / 10

Стиральная сода – это общее название

Карбонат натрия

Бикарбонат кальция

Бикарбонат натрия

Карбонат кальция

8 / 10

Посуда с антипригарным покрытием покрыта

Тефлон

ПВХ

Черная краска

Полистирол

9 / 10

Цель дросселя в ламповом свете?

Чтобы уменьшить ток

Чтобы увеличить ток

Для кратковременного уменьшения напряжения

Для кратковременного увеличения напряжения

10 / 10

Какая из перечисленных желез находится во рту человека?

Надпочечник

Гипофиз

Половые

слюнный

ваш счет

Это может быть сделано в проводимости, конвекции и излучении.

Основные выводы

1. Кондукция — это передача тепла посредством прямого контакта между двумя объектами, а конвекция — это передача тепла посредством движения жидкостей или газов.
2. Радиация переносит тепло через электромагнитные волны или частицы без среды или прямого контакта.
3. Теплопроводность, конвекция и излучение являются важными механизмами теплопередачи и присутствуют в различных природных и технологических процессах.

Проводимость против конвекции против излучения

Теплопроводность — это передача тепла через материал или между двумя контактирующими друг с другом материалами без какого-либо движения материи. Конвекция — это передача тепла посредством движения жидкости, такой как воздух и вода. Излучение – это передача тепла посредством электромагнитных волн.

Хотите сохранить эту статью на потом? Нажмите на сердечко в правом нижнем углу, чтобы сохранить в свой собственный блок статей!

Сравнительная таблица

Параметр сравнения	кондукция	Конвекция	излучения
Определение	Процесс передачи тепла между объектами посредством прямого физического контакта.	Процесс передачи тепла через текучую среду, такую ​​как жидкости или газ.	Процесс передачи тепла электромагнитными волнами.
Способ доставки	Тепло передается за счет столкновения молекул, когда твердые тела соприкасаются друг с другом.	Поток жидкости передает тепло.	Тепло передается через излучение, испускаемое телами, без необходимости в среде.
Вызывать	Тепло, перемещающееся из области с высокой температурой в область с низкой температурой.	Перенос тепла из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью.	Энергия, излучаемая телами посредством вращательных и колебательных движений атомов и молекул.
Средний	Нагретые твердые тела.	Промежуточные вещества, такие как жидкости.	Электромагнитные волны.

Что такое Кондукция?

Процесс передачи тепла через непосредственный контакт между двумя телами называется теплопроводностью.

Когда молекулы одного объекта поглощают тепловую энергию, они начинают быстро двигаться и при этом вступают в контакт с соседними объектами, происходит передача энергии.

Кондукция – широко распространенное процесс. Простое прикосновение к горячему сосуду вызывает проводимость. и тепло передается от сосуда к вашей руке.

Чтобы проводка произошла, необходимо помнить о некоторых факторах.

Первый температура градиент, который описывает направление, в котором течет тепло, и скорость передачи.

Процесс переноса от горячего источника к холодному (или к источнику, лишенному тепловой энергии) продолжается до тех пор, пока оба тела не достигнут состояния теплового равновесия.

Еще одним важным фактором является размер задействованных объектов. Более крупные объекты требуют для прогрева больше тепла, но при этом быстрее теряют тепло.

Это связано с тем, что чем больше площадь их поверхности, тем больше они соприкасаются с открытым воздухом. физические свойства Также необходимо учитывать объекты.

Если вы используете деревянную ложку во время приготовления пищи, вы заметите, что ложка не нагревается. Это потому, что дерево — плохой проводник.

Однако, если бы вы использовали металлическую ложку, тепло передавалось бы ей очень быстро, потому что металл является хорошим проводником. Плохие проводники также называют изоляторами. Они препятствуют утечке энергии от источника.

Например, полярный медведи могут выжить в арктических регионах, потому что их мех служит изолятором, удерживающим тепло внутри тела.

Что такое Конвекция?

Когда происходит массовое движение жидкости за счет удаления нагретой жидкости от источника тепла, она уносит с собой энергию. Это тоже форма теплообмена, и она называется конвекцией.

Этот процесс происходит потому, что тепло уменьшает плотность жидкостей, таких как воздух и вода. Потеря плотности заставляет жидкость подниматься, тем самым создавая конвекционные потоки, которые могут передавать энергию.

По мере подъема нагретых слоев жидкости более холодные слои, еще сохраняющие свою плотность, опускаются к источнику тепла, пока не нагреются и не начнут подниматься.

Различают два вида конвекции – самопроизвольную и принудительную. В первом случае конвекция происходит естественным образом за счет плавучести. Разница в температуре вызывает разницу в плотности.

Например, когда солнечное тепло нагревает землю, море поглощает большую часть энергии, но для того, чтобы согреться, требуется больше времени, чем для суши.

Поэтому воздух над сушей быстрее теряет плотность, создавая область низкого давления над прибрежными районами.

Но область над морем имеет более высокое давление, что заставляет воздух двигаться из области более высокого давления в область более низкого давления, т. е. из моря на сушу.

Вот почему ветер у моря обычно сильнее. Вынужденная конвекция вызывается внешним источником, таким как вентилятор или гейзер. Это связано с законом охлаждения Ньютона уравнением, которое выглядит следующим образом:

P = dQ/dt = hA(TT₀)

Здесь P = dQ/dt — скорость передачи тепла. h – коэффициент конвекционной теплопередачи. А — площадь поверхности материала, которая подвергается воздействию.

T относится к температуре объекта в жидкости, а T₀ относится к температуре жидкости, подвергаемой процессу конвекции.

Что такое радиация?

В отличие от проводимости и конвекции, которые требуют физического контакта между двумя телами, излучение — это передача тепла, которая происходит, даже когда тела не соприкасаются или разделены в пространстве.

Все во Вселенной состоит из атомов, которые вместе образуют молекулы. Вращение и вибрация атомов и молекул гарантируют, что все вещества продолжают излучать энергию посредством электромагнитного излучения.

Электроны с высокой энергией на высоких атомных уровнях опускаются на уровни с более низкой энергией. Любая энергия, потерянная по пути, испускается в виде электромагнитного излучения.

Когда атом поглощает энергию, его электроны поднимаются на более высокие энергетические уровни. Следовательно, когда скорость поглощения энергии уравновешивается скоростью ее испускания, температура вещества не изменится.

Если первое больше второго, температура повысится; если ниже, то и температура снизится.

Типичным примером передачи тепла через излучение является солнце. Она не соприкасается с другими планетами и не имеет физической среды для передачи тепла.

Тем не менее, мы можем чувствовать его тепло благодаря излучаемому им электромагнитному излучению, которое позволяет его лучам достигать земли.

Основные различия между проводимостью, конвекцией и излучением

1. Теплопроводность — это передача тепла между двумя объектами посредством прямого физического контакта.
2. При конвекции тепло передается текучей средой, такой как жидкость или газ.
3. Переход тепла через электромагнитные волны называется излучением.
4. Тепло, перемещающееся из области с высокой температурой в область с низкой температурой, является причиной теплопроводности.
5. Тепло, перемещающееся из области с низкой плотностью в область с высокой плотностью, вызывает конвекцию.
6. Излучение возникает потому, что вращательные и вибрационные движения атомов и молекул, из которых состоят тела, вызывают постоянную передачу энергии.

Рекомендации

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0142727X94000144
2. https://asmedigitalcollection.asme.org/heattransfer/article-abstract/85/4/318/414710

Один запрос?

Я приложил столько усилий, чтобы написать этот пост в блоге, чтобы предоставить вам ценность. Это будет очень полезно для меня, если вы подумаете о том, чтобы поделиться им в социальных сетях или со своими друзьями/родными. ДЕЛИТЬСЯ ♥️

Пиюш Ядав

Пиюш Ядав последние 25 лет работал физиком в местном сообществе. Он физик, увлеченный тем, чтобы сделать науку более доступной для наших читателей. Он имеет степень бакалавра естественных наук и диплом о высшем образовании в области наук об окружающей среде. Подробнее о нем можно прочитать на его био страница.

Презентация по физике Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение Подготовка к ГИА

Содержание ▲

• Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция,…
• Цель:
  повторение основных видов теплопередачи, а…
• 
  
  
  Способы изменения
  внутренней энергии
  …
• Виды теплопередачи.…
• 
  
  
  Закипание воды в бумажном стакане
  …
• Виды теплопередачи.…
• 
  
  
  Теплопроводность различных веществ
  …
• Лучший изолятор — воздух
  Теплоизоляционные…
• Виды теплопередачи. Конвекция.
  Конвекция — вид…
• 
  
  
  Конвекционные потоки при нагревании воды
  …
• 
  
  
  Конвекция при нагревании льда в пробирке
  …
• 
  
  
  Принцип действия комнатного отопления
  …
• Виды теплопередачи. Излучение.
  Излучение — вид…
• 
  
  
  Нагревание излучением
  …
• Светлые и темные поверхности тел поглощают…
• 
  
  
  Все виды теплопередачи одновременно!
  …
• Рассмотрим задачи:
  
  Подборка заданий по…
• ГИА-2010-7. В кастрюле с водой, поставленной на…
• ГИА-2010-8. При выполнении измерений теплоемкости…
• ГИА-2009-14. Как нагревается вода в чайнике,…
• 2010 г. (ГИА-9). 8. В одинаковые сосуды с…
• ГИА-2010-26. В комнате на столе лежат…
• ГИА-2010-26. Религиозные люди утверждают, что…
• Литература
  Видеоролик — анимация…
• Скачать
• Похожие презентации

Вы можете ознакомиться и скачать
Презентация по физике Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение Подготовка к ГИА .
Презентация содержит 24 слайдов.
Презентации для любого
класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Вам
понравились
–
поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в
своем
браузере.

Слайд 1

Описание слайда:

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
Подготовка к ГИА

Слайд 2

Описание слайда:

Цель:
повторение основных видов теплопередачи, а также разбор задач различного уровня сложности в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

Слайд 3

Описание слайда:

Способы изменения
внутренней энергии

Слайд 4

Описание слайда:

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.

Слайд 5

Описание слайда:

Закипание воды в бумажном стакане

Слайд 6

Описание слайда:

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.

Слайд 7

Описание слайда:

Теплопроводность различных веществ

Слайд 8

Описание слайда:

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:

Слайд 9

Описание слайда:

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

Слайд 10

Описание слайда:

Конвекционные потоки при нагревании воды

Слайд 11

Описание слайда:

Конвекция при нагревании льда в пробирке

Слайд 12

Описание слайда:

Принцип действия комнатного отопления

Слайд 13

Описание слайда:

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

Слайд 14

Описание слайда:

Нагревание излучением

Слайд 15

Описание слайда:

Светлые и темные поверхности тел поглощают излучение по-разному.

Слайд 16

Описание слайда:

Все виды теплопередачи одновременно!

Слайд 17

Описание слайда:

Рассмотрим задачи:

Подборка заданий по кинематике
(из заданий ГИА 2008-2010 гг. )

Слайд 18

Описание слайда:

ГИА-2010-7. В кастрюле с водой, поставленной на электроплиту, теплопередача в воде осуществляется преимущественно

Слайд 19

Описание слайда:

ГИА-2010-8. 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.

Слайд 20

Описание слайда:

ГИА-2009-14. Как нагревается вода в чайнике, стоящем на электрической плите?

Слайд 21

Описание слайда:

2010 г. (ГИА-9). 8. 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?
В первом сосуде, так как удельная теплоемкость меди больше удельной теплоемкости цинка.
В первом сосуде, так как плотность меди больше плотности цинка.
Во втором сосуде, так как удельная теплоемкость цинка больше удельной теплоемкости меди.
Во втором сосуде, так как плотность цинка больше плотности меди.

Слайд 22

Описание слайда:

ГИА-2010-26. В комнате на столе лежат пластмассовый и металлический шарики
одинакового объема.
Какой из шариков на ощупь кажется холоднее? Ответ поясните.

Слайд 23

Описание слайда:

ГИА-2010-26. 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?

Слайд 24

Описание слайда:

Литература
Видеоролик — анимация «Конвекционные потоки молекул». Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] //http://school-collection.edu.ru/catalog/res/cbc4a439-74ed-468d-b96e-084e54624a57/view/
Видеоролик — анимация «Принцип действия комнатного отопления» (конвекционные потоки от батареи отопления). Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://school-collection.edu.ru/catalog/res/1f43ccd4-b57d-464b-9b13-b2e48b4a16cb/view/
Видеоролик «Закипание воды в бумажном стакане».. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d5877037-6684-4b19-96af-b413a079b6ee/view/
Видеоролик «Конвекционные потоки при нагревании воды»… Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://school-collection.edu.ru/catalog/res/ccb5ea78-080b-4db9-8bfb-47cab30b5a97/view/
Видеоролик «Конвекция при нагревании льда в пробирке». Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://school-collection.edu.ru/catalog/res/362405f5-6ad1-4247-9f06-1a9253bc2651/view/
Видеоролик «Нагревание излучением». Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://school-collection.edu.ru/catalog/res/a0fb17b1-a9a6-4771-bf2b-2aa5b3ef88a2/view/
Видеоролик «Теплопроводность различных веществ». . Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] //http://school-collection.edu.ru/catalog/res/ca779cec-9152-4c15-ad0c-49b74fcebb4c/view/
Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. — М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. — М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. — М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
Теплоизоляционные материалы. KrovlyaMarket. //[Электронный ресурс]// http://www.krovlyamarket.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid=61
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА. Класс!ная физика //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010 //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/

Теплопроводность

— химический обзор (видео)

Привет! Добро пожаловать в это видео о теплопередаче . Сегодня мы сосредоточимся на передаче тепла с микроскопической точки зрения. Другими словами, что делают молекулы, атомы или частицы при передаче тепла.

Прежде чем мы углубимся в различные типы теплопередачи, давайте начнем с обзора технических определений температуры и тепла. Температура и высокая температура — это слова, которые мы используем в повседневном языке более свободно, и это видео может запутать вас, если вы не имеете четкого представления об их научных определениях.

Во-первых, температура является измеримой величиной системы. Для жидкостей нам просто нужно воткнуть термометр, и пуф, у нас есть измерение. На микроскопическом уровне температура связана со средней кинетической энергией частиц: чем быстрее и тяжелее частицы, тем выше температура.

Итак, если у нас есть два стакана воды, один с температурой 41°F и один с температурой 203°F, молекулы воды в холодном стакане движутся очень медленно, а молекулы в горячем стакане движутся очень быстро.

С другой стороны, когда ученые измеряют тепло, они не измеряют теплоту отдельной системы. Тепло , по научному определению, это передача тепловой энергии между системами. Поэтому вместо измерения тепла каждого стакана с водой мы измеряем теплообмен между каждым стаканом и окружающей средой. Некоторые ученые могут по-прежнему не соглашаться с этой формулировкой, предпочитая говорить, что мы измеряем тепловую энергию, обмениваемую между каждым стеклом и окружающей средой. Но если вы не окажетесь в комнате, полной чрезмерно педантичных ученых, можно говорить о передаче тепла, а не о передаче тепловой энергии. Сегодня мы будем использовать эти фразы взаимозаменяемо.

Теперь давайте перейдем к различным типам теплопередачи: теплопроводности, конвекции и излучению. Мы рассмотрим каждый тип с микроскопической точки зрения и приведем несколько примеров. Надеюсь, к концу видео вы сможете идентифицировать каждый тип в своем окружении.

Во-первых, проводимость — это передача тепловой энергии внутри материала или между контактирующими материалами.

В микроскопическом масштабе проводимость происходит, когда горячие высокоэнергетические частицы сталкиваются с холодными низкоэнергетическими частицами и передают некоторую кинетическую энергию. Это увеличивает энергию и температуру низкоэнергетических частиц и уменьшает энергию и температуру высокоэнергетических частиц. Проводимость продолжается до тех пор, пока система не достигнет теплового равновесия, другими словами, пока все частицы не будут иметь одинаковую температуру.

Это означает, что горячие частицы всегда нагревают холодные частицы. Другими словами, тепловая энергия течет от частиц с высокой энергией к частицам с низкой энергией. Например, когда вы держите в руке кубик льда, вы можете почувствовать холод. Легко подумать: «О, холод проникает в мою руку». Но более точный способ думать об этом сценарии состоит в том, что тепло уходит из вашей руки в кубик льда, что снижает температуру в вашей руке, делая вашу руку более холодной.

Конечно, одни материалы являются лучшими проводниками тепловой энергии, чем другие. Твердые тела и жидкости, как правило, лучше, чем газы, потому что гораздо больше частиц контактирует друг с другом, что способствует быстрой передаче энергии.

Так, например, если вам нужно охладить чашку чая, это произойдет гораздо быстрее в миске с водой при температуре 36°F, а не в холодильнике, даже если она также имеет температуру 36°F.

Это потому, что в миске с водой внешняя часть вашей кружки контактирует с триллионами и триллионами молекул воды, которые легко обеспечивают место для передачи тепла. В воздухе значительно меньше частиц, которые получают эту тепловую энергию, поэтому для передачи такого же количества тепла потребуется гораздо больше времени.

Хорошо, давайте перейдем к конвекции , передаче тепла через объемное движение жидкостей. В физике жидкость — это просто вещество, которое постоянно течет под действием внешней силы; сюда входят как жидкости, так и газы. Конвекция может быть естественной или вынужденной, например, она может происходить из-за природных явлений, таких как гравитация или плавучесть, или из-за внешней силы, такой как насос или вентилятор.

Начнем с примера естественной конвекции.

Рассмотрим кастрюлю с водой на электрической плите. Теплопроводность отвечает за первоначальную передачу тепловой энергии на дно горшка, нагревая нижнюю часть воды. Эта вода расширяется при нагревании и становится менее плотной, чем холодная вода над ней. Мы можем понять это с молекулярной точки зрения, в соответствии с тем, что мы уже обсуждали сегодня о температуре. Молекулы горячей воды обладают большой кинетической энергией и требуют больше места для перемещения по сравнению с молекулами холодной воды.

Теперь у нас на дне горшка менее плотная вода, поэтому она поднимется за счет плавучести, а более холодная и плотная вода опустится. Впоследствии эта холодная вода, которая теперь находится ближе к источнику тепла, нагреется и в конечном итоге станет более плавучей водой и, в свою очередь, поднимется. Это непрерывное движение приводит к возникновению течений в воде, когда тепло передается по всему котлу, а не только за счет теплопроводности, хотя теплопроводность все еще происходит на плите и между отдельными молекулами воды. Хотя это довольно упрощенное объяснение задействованной механики жидкости, оно охватывает общую концепцию естественной конвекции.

Теперь давайте рассмотрим принудительную конвекцию, с которой вы, вероятно, регулярно сталкиваетесь. Фены, системы центрального отопления в зданиях и конвекционные печи — все это примеры принудительной конвекции. По сути, вместо того, чтобы полагаться на естественный процесс, мы используем вентилятор или насос для перемещения жидкости, таким образом перенося тепловую энергию по всей системе.

Наконец, давайте поговорим о тепловом излучении .

Любая материя, если она теплее абсолютного нуля, излучает тепловое излучение. И под излучением я подразумеваю электромагнитные волны.

Если вы не знакомы с электромагнитным спектром , вот пример, показывающий взаимосвязь между длиной волны и энергией.

Чем короче длина волны, тем выше энергия. И, как следует из названия, волны представляют собой колеблющиеся электрические и магнитные поля, для движения которых не требуется среда. Другими словами, они могут путешествовать в вакууме со скоростью света.

Вещества излучают различные длины волн излучения в зависимости от их температуры. Чем горячее вещество, тем короче длина волны теплового излучения. Чем холоднее вещество, тем больше длина волны. Это происходит в результате случайных физических движений частиц, которые вызывают ускорение заряда и дипольные колебания, которые, в свою очередь, испускают электромагнитное излучение.

Таким образом, мы можем измерить температуру, записав длину волны испускаемого теплового излучения. На самом деле это принцип работы приборов ночного видения. Животные и люди имеют температуру около 310 К, что приводит к постоянному выбросу инфракрасного излучения. Приборы ночного видения улавливают инфракрасное излучение и преобразуют его в видимое изображение.

С другой стороны, солнце, температура которого составляет 5800 К, излучает очень высокоэнергетическое излучение, такое как ультрафиолетовый и видимый свет. Другой пример, с которым, вероятно, знакомы многие из вас, — нагревательные змеевики на электрических плитах. При включении на максимум они светятся красным, потому что они настолько горячие (755 К), что начинают испускать видимый красный свет.

До сих пор мы говорили только об испускании теплового излучения, но излучение также может поглощаться и преобразовываться в кинетическую энергию.

Например, тепловое излучение Солнца проходит через нашу атмосферу и поглощается Землей.

Это нагревает Землю, которая, в свою очередь, испускает собственное тепловое излучение, но с гораздо большей длиной волны, чем у Солнца, потому что, конечно, Земля намного холоднее Солнца. Земля, температура которой составляет 255 К, испускает инфракрасное излучение. Затем это инфракрасное излучение улавливается атмосферными газами, из-за чего наша атмосфера нагревается. Вы могли заметить, что, в отличие от проводимости и конвекции, излучение не требует контакта между веществами.

Обратите внимание, что хотя излучение и приводит к передаче тепла, оно не происходит до тех пор, пока не будет поглощено. После поглощения энергия может быть преобразована несколькими способами, одним из которых является тепло. Помните, в космосе холодно даже близко к солнцу, потому что нет вещества, которое поглощало бы излучение и преобразовывало его в тепловую энергию.

Важно отметить, что атмосферные газы не поглощают много ультрафиолетового или видимого света, исходящего от Солнца, но они поглощают инфракрасное излучение Земли. Из наблюдений и измерений этого явления ученые узнали, что материалы поглощают определенные длины волн и отражают или пропускают другие длины волн. Нам нужна квантовая механика, чтобы получить подробное объяснение того, как это работает, что выходит за рамки этого видео, но пока просто имейте в виду, что не все материалы поглощают все излучение.

Хорошо, давайте завершим обзор и немного практики.

Мы рассмотрели три различных типа теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и излучение. Проводимость — это прямая передача тепла от горячих частиц с высокой энергией к холодным частицам с низкой энергией. Конвекция — это передача тепла за счет объемного движения жидкостей, естественного или вынужденного. И, наконец, излучение — это передача тепла посредством электромагнитных волн.

Закончим двумя упражнениями. Во-первых, давайте посмотрим на конвекционную печь и определим каждый отдельный тип теплопередачи.

Существуют металлические катушки, которые достаточно горячие, чтобы излучать значительное и высокоэнергетическое тепловое излучение, которое затем нагревает поверхность пищи или контейнера. Затем вступает в действие теплопроводность, и тепло передается в центр пищи. Наконец, в конвекционной печи есть вентилятор для непрерывной и равномерной циркуляции горячего воздуха в духовке.

Во-вторых, найдите минутку, чтобы понаблюдать за этой картинкой. Можете ли вы определить три типа теплопередачи, происходящие здесь? Что касается излучения, обратите внимание, что солнечный свет падает из окна, нагревая участок ковра. Если вы посмотрите на вентиляционное отверстие в полу, вы заметите, что горячий воздух дует в комнату, что является принудительной конвекцией. И, наконец, передача тепловой энергии от кружки горячего кофе в руку человека является примером теплопроводности. По сути, теплопередача происходит вокруг вас, вам просто нужно принять это к сведению.

Хорошо, это обзор теплопередачи! Спасибо за просмотр и удачной учебы!

Теплопроводность и изоляция – тепловыделение

Что такое тепловыделение?

Тепло – это вид энергии. Тепловая энергия высокой температуры обычно высока. Рассеивание тепла используется для передачи тепловой энергии в другие места и снижает температуру, чтобы весь объект мог достичь баланса с температурой окружающей среды.

Три метода рассеивания тепла

• Проводимость
• Конвекция
• Радиация

Повышение теплопередачи и контроля температуры-проводимости

Конструкция для улучшения теплопередачи для снижения температуры компонентов и корпуса в соответствии с тепловыми характеристиками. Пример: тепловой расчет электронных устройств и т. д.

Что такое теплопроводность и как рассчитать теплопроводность?

По закону Фурье опишите направление теплопроводности. Он заключается в переходе от высокой температуры к низкой температуре, пусть всей окружающей среды или объекта, пока не будет достигнуто состояние теплового равновесия.
Расчет теплопроводности выглядит следующим образом:

На теплопроводность в основном влияют четыре фактора:
Материал/путь отвода тепла/площадь контакта/распределение температуры

Q — теплопроводность.
k – константа теплопроводности. Различные материалы будут влиять на значение k.
А – площадь контакта. Чем больше площадь, тем лучше эффект теплопроводности.
𝑻𝟐−𝑻𝟏 — изменение температуры. Тепло будет переходить от высокой температуры к низкой температуре, поэтому можно увидеть путь рассеивания тепла.
d — толщина материала. Это влияет на скорость теплопередачи.
На расчет теплопроводности влияют эти четыре фактора.

Конструкция теплоизоляции

Конструкция для уменьшения теплопередачи для улучшения изоляции.

Какие примеры теплоизоляции?

В повседневной жизни есть много примеров теплоизоляции. Например, ручку кастрюли часто делают из дерева, чтобы при приготовлении пищи руку можно было держать долго, не обжигаясь.

Как упоминалось выше, теплопроводность k будет влиять на теплопроводность. Теплопроводность древесины составляет примерно 0,17 (Вт/м·К). Чистое железо составляет около 73 (Вт/м.К). Теплопроводность примерно в 400 раз отличается

Материалы для термоинтерфейса.

Информация о проводимости

Из-за шероховатости и плоскостности между соприкасающимися поверхностями имеется много небольших зазоров и пространств. Они заполняют воздух и вызывают высокое тепловое сопротивление, так как воздух имеет очень плохую проводимость (каир = 0,026, kcu = 386). Материалы теплового интерфейса (ТИМ) предназначены для замены воздуха и снижения теплового сопротивления на контактирующей поверхности.

Общие материалы термоинтерфейса

Материал	Зазорная прокладка	Смазка	ПКМ	Клей
Тепловые характеристики	Средний	Высокий	Высокий	Низкий
Повторное использование	Да	Нет	Нет	Нет
Стоимость	Дорогой	Обычный	Обычный	Дешево
Применение	Маломощный многофункциональный источник тепла с радиатором или распределителем тепла, контактом с корпусом, заполнителем зазоров.	ЦП, ГП, источник тепла высокой мощности	ЦП, ГП, источник тепла высокой мощности	маленькая микросхема малой мощности (

Что такое конвекция?

Передача тепла от одной части жидкости или газа к другой при движении нагретых веществ. Конвекция может происходить только в жидкости. Различают естественную и принудительную конвекцию в зависимости от условий воздушного потока.
Рассчитайте тепловыделение по следующей формуле:

На конвекцию в основном влияют три фактора:
Воздушный поток, площадь теплообмена и распределение температуры.

Q – тепловая энергия.
h называется коэффициентом теплопередачи и связан с проводимостью жидкости, удельной теплоемкостью, плотностью, вязкостью и скоростью.