Gamtoje yra trys šilumos perdavimo tipai: 1) laidumas; 2) konvekcija; 3) spinduliuotė.

Šilumos laidumas

Šilumos laidumas – šilumos perdavimas iš vieno kūno į kitą, kai jie liečiasi arba iš šiltesnės kūno vietos į šaltą.

Skirtingos medžiagos turi skirtingą šilumos laidumą. Visi metalai pasižymi dideliu šilumos laidumu. Dujos turi mažą šilumos laidumą, vakuumas neturi šilumos laidumo (vakuume nėra dalelių, kurios užtikrintų šilumos laidumą).

Medžiagos, kurios prastai praleidžia šilumą, vadinamos šilumos izoliatoriais.

Dirbtinai sukurti šilumos izoliatoriai yra akmens vata, putų polistirenas, putplastis, kermetas (naudojami gamyboje erdvėlaivių).

Konvekcija

Šilumos plitimas judant dujų ar skysčio srove vadinamas konvekcija.

Konvekcijos metu šilumą perduoda pati medžiaga. Konvekcija vyksta tik skysčiuose ir dujose.

šiluminė spinduliuotė

Šilumos plitimas iš šilto kūno infraraudonųjų spindulių pagalba vadinamas šilumine spinduliuote.

Šiluminė spinduliuotė yra vienintelė šilumos perdavimo rūšis, kuri gali vykti vakuume. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo stipresnis šilumos spinduliavimas. Šiluminę spinduliuotę gamina, pavyzdžiui, žmonės, gyvūnai, Žemė, Saulė, krosnis, ugnis. Infraraudonoji spinduliuotė gali būti vaizduojama arba matuojama termografu (termokamera).

	Infraraudonųjų spindulių termokameros suvokia nematomą infraraudonąją arba šiluminę spinduliuotę ir atlieka tikslius bekontaktinius temperatūros matavimus.Infraraudonųjų spindulių termografija leidžia pilnai vizualizuoti šiluminę spinduliuotę. Paveikslėlyje parodyta žmogaus delno infraraudonoji spinduliuotė.
	............................................................................. Pastatų ir konstrukcijų termografinės apžiūros metu galima aptikti padidinto šilumos laidumo konstrukcines vietas, patikrinti sujungimų kokybę įvairaus dizaino, suraskite vietas su padidinta oro apykaita.

www.yaklass.ru

15–20 šiluminių reiškinių pavyzdžiai, nurodant, kuris iš jų (spinduliavimas; konvekcija; šilumos perdavimas)

Šildymas ir vėsinimas, garavimas ir virimas, lydymas ir kietėjimas, kondensacija – visa tai šiluminių reiškinių pavyzdžiai.

Pagrindinis šilumos šaltinis Žemėje yra Saulė. Bet, be to, žmonės naudoja daugybę dirbtinių šilumos šaltinių: ugnį, viryklę, vandens šildymą, dujinius ir elektrinius šildytuvus ir kt.

Ne iš karto pavyko atsakyti į klausimą, kas yra šiluma. Tik XVIII amžiuje paaiškėjo, kad visi kūnai yra sudaryti iš molekulių, kad molekulės juda ir sąveikauja viena su kita. Tada mokslininkai suprato, kad šiluma yra susijusi su molekulių judėjimo greičiu. Kūnus kaitinant, molekulių greitis didėja, o aušinant – mažėja.

Žinote, jei į karštą arbatą įmerksite šaltą šaukštą, po kurio laiko ji įkais. Tokiu atveju arbata dalį šilumos atiduos ne tik šaukštui, bet ir aplinkiniam orui. Iš pavyzdžio aišku, kad šiluma gali būti perduodama iš karštesnio kūno į vėsesnį. Yra trys šilumos perdavimo būdai – laidumas, konvekcija, spinduliavimas.

Šaukšto kaitinimas karštoje arbatoje yra šilumos laidumo pavyzdys. Visi metalai turi gerą šilumos laidumą.

Konvekcija perduoda šilumą skysčiuose ir dujose. Kai šildome vandenį puode ar arbatinuke, pirmiausia įšyla apatiniai vandens sluoksniai, jie tampa lengvesni ir veržiasi aukštyn, užleisdami vietą. saltas vanduo. Įjungus šildymą patalpoje atsiranda konvekcija. Karštas oras iš akumuliatoriaus pakyla aukštyn, o šaltas nukrenta. Tačiau nei šilumos laidumas, nei konvekcija negali paaiškinti, kaip, pavyzdžiui, Saulė, esanti toli nuo mūsų, šildo Žemę. Šiuo atveju šiluma per beorę erdvę perduodama spinduliuote (šilumos spinduliais).

Temperatūrai matuoti naudojamas termometras. Paprastai naudojate kambario ar medicininius termometrus.

Kalbėdami apie temperatūrą Celsijaus, jie reiškia temperatūros skalę, kurioje 0 ° C atitinka vandens užšalimo temperatūrą, o 100 ° C yra jo virimo temperatūra.

Kai kurios šalys (JAV, JK) naudoja Farenheito skalę. Jame 212°F atitinka 100°C. Temperatūros perkėlimas iš vienos skalės į kitą nėra labai paprastas, tačiau jei reikia, kiekvienas iš jūsų tai galite padaryti patys. Norėdami Celsijaus temperatūrą konvertuoti į Farenheito temperatūrą, Celsijaus temperatūrą padauginkite iš 9, padalykite iš 5 ir pridėkite 32. Norėdami atlikti atvirkštinį konvertavimą, iš Farenheito temperatūros atimkite 32, likutį padauginkite iš 5 ir padalykite iš 9.

Fizikoje ir astrofizikoje dažnai naudojama kita skalė – Kelvino skalė. Jame 0 paimama kaip daugiausia žema temperatūra gamtoje (absoliutus nulis). Tai atitinka -273°C. Šios skalės matavimo vienetas yra Kelvinas (K). Norint konvertuoti Celsijaus temperatūrą į Kelvino temperatūrą, prie Celsijaus laipsnių reikia pridėti 273. Pavyzdžiui, Celsijaus yra 100 °, o Kelvinas yra 373 K. Norėdami pakeisti konvertavimą, atimkite 273. Pavyzdžiui, 0 K yra –273 °C.

Naudinga žinoti, kad Saulės paviršiaus temperatūra yra 6000 K, o viduje – 15 000 000 K. Temperatūra m. kosmosas toli nuo žvaigždžių yra arti absoliutaus nulio.

Manome, kad jums nereikia įtikinėti, kokie svarbūs yra šilumos reiškiniai. Žinios apie juos padeda žmonėms projektuoti šildytuvus namams, šilumos variklius (vidaus degimo variklius, garo turbinas, reaktyviniai varikliai ir t.t.), nuspėti orą, lydyti metalą, kurti šilumą izoliuojančias ir karščiui atsparias medžiagas, kurios naudojamos visur – nuo ​​namų statybos iki erdvėlaivių.

fizikahelp.ru

Pamokos santrauka 8 klasei „Šilumos laidumas, konvekcija, spinduliavimas“

Čia galite atsisiųsti pamokos santrauką 8 klasei „Šilumos laidumas, konvekcija, spinduliavimas“ šia tema: Fizika. Šis dokumentas padės paruošti gerą ir kokybišką medžiagą pamokai.

Tema: fizika ir astronomija

Klasė: 8 rus

Pamokos tipas: Kombinuotas

Pamokos tikslas:

Techninės mokymo priemonės: _______________________________________________________

_______________________________________________________________________

Pamokos struktūra

1. Pamokos organizavimas (2 min.)

Sveikinimai studentams

2. Namų darbų apklausa (15 min.) Tema: Vidinė energija. Keitimo būdai vidinė energija.

3. Naujos medžiagos paaiškinimas. (15 minučių)

Šie šilumos perdavimo būdai turi savo ypatybes, tačiau kiekviename iš jų šilumos perdavimas visada vyksta viena kryptimi: nuo karštesnio kūno į mažiau įkaitusį. Tuo pačiu metu karštesnio kūno vidinė energija mažėja, o šaltesnio padidėja.

Energijos perdavimo iš karštesnės kūno dalies į mažiau įkaitusią arba iš karštesnio kūno į mažiau įkaitusią tiesioginio kontakto ar tarpinių kūnų reiškinys vadinamas šilumos laidumu.

Kietame kūne dalelės nuolat svyruoja, bet nekeičia savo pusiausvyros būsenos. Kai kūno temperatūra pakyla jį kaitinant, molekulės pradeda intensyviau svyruoti, nes jų kinetinė energija. Dalis šios padidintos energijos palaipsniui pereina iš vienos dalelės į kitą, t.y. iš vienos kūno dalies į kaimynines kūno dalis ir kt. Tačiau ne visos kietosios medžiagos perduoda energiją vienodai. Tarp jų yra vadinamieji izoliatoriai, kuriuose šilumos laidumo mechanizmas vyksta gana lėtai. Tai asbestas, kartonas, popierius, veltinys, ranitas, mediena, stiklas ir daugybė kitų kietų medžiagų. Medb ir sidabras pasižymi dideliu šilumos laidumu. Jie yra geri šilumos laidininkai.

Skysčiai turi mažą šilumos laidumą. Kaitinamas skystis, vidinė energija iš karštesnės srities į mažiau įkaitusią perkeliama dėl molekulių susidūrimų ir iš dalies dėl difuzijos: greičiau molekulės prasiskverbia į mažiau šildomą sritį.

Dujose, ypač retose, molekulės yra pakankamai dideliais atstumais viena nuo kitos, todėl jų šilumos laidumas net mažesnis nei skysčių.

Vakuumas yra puikus izoliatorius, nes jame nėra dalelių, kurios perneštų vidinę energiją.

Priklausomai nuo vidinė būsena skirtingų medžiagų (kietų, skystų ir dujinių) šilumos laidumas yra skirtingas.

Yra žinoma, kad vandens šilumos laidumas yra mažas, o kaitinant viršutinį vandens sluoksnį, apatinis sluoksnis lieka šaltas. Oras praleidžia šilumą dar blogiau nei vanduo.

Konvekcija – tai šilumos perdavimo procesas, kurio metu energija pernešama skysčio arba dujų srove. Konvekcija lotyniškai reiškia „maišymas“. Konvekcija kietose medžiagose nevyksta ir nevyksta vakuume.

Plačiai naudojama kasdieniame gyvenime ir technologijose, kovekcija yra natūrali arba nemokama.

Šilumos kriauklė yra įrenginys, kuris yra plokščias cilindrinis metalinis indas, kurio viena pusė yra juoda, o kita - blizgi. Jo viduje yra oro, kuris kaitinant gali išsiplėsti ir išeiti pro skylę.

Absorbcija yra spinduliuotės energijos pavertimo vidine kūno energija procesas.

Juodas paviršius geriausiai spinduliuoja ir geriausiai sugeria, o po to eina grubus, baltas ir poliruotas paviršius.

4. Įtvirtinimas: (10 min.) savęs patikrinimo klausimai, užduotys ir pratybos

užduotys: 1) Metalo ir stiklo, vandens ir oro šilumos laidumo palyginimas, 2) Konvekcijos stebėjimas gyvenamajame rajone.

6. Studentų žinių įvertinimas (1 min.)

Pagrindinė literatūra: Fizika ir astronomija 8 klasė

Daugiau skaitymo: N. D. Bystko „Fizika“ 1 ir 2 dalys

docbase.org

Šilumos laidumas. Konvekcija. Radiacija, 8 klasė

Čia galite atsisiųsti Thermal Conductivity. Konvekcija. Radiacija, dalyko 8 klasė: fizika. Šis dokumentas padės paruošti gerą ir kokybišką medžiagą pamokai.

Fizikos pamokos 8 klasėje santrauka

Viktorija Aleksandrovna Koshikova,

Fizikos mokytojas

MBOU vidurinė mokykla Nr. 47 Belgorodo mieste, Belgorodo srityje

Pamokos tema: „Šiluminis laidumas. Konvekcija. Radiacija“.

Šilumos laidumas. Konvekcija. Radiacija

Pamokos tikslas: organizuoti veiklas, skirtas naujų žinių ir veiklos metodų suvokimui, suvokimui ir pirminiam įsiminimui.

Per užsiėmimus

1. Organizacinis etapas

2. Namų darbų tikrinimas

Testavimas (2 variantai)

1. Temperatūra yra fizinis kiekis charakterizuojantis...

a) ... kūnų gebėjimas dirbti.

b) ...skirtingos kūno būsenos.

c) ... kūno įkaitimo laipsnis.

2. Kokią oro temperatūrą užfiksavo paveikslėlyje parodytas termometras? Kokia yra temperatūros matavimo klaida?

a) 30,5 °C; 0,5 °C. b) 32 °C; 0,5 °C.

c) 32 °С; 1 °C. d) 30 °С; 1 °C.

3. Vienoje stiklinėje yra šiltas vanduo(Nr. 1), kitoje - karšta (Nr. 2), trečioje - šalta (Nr. 3). Kurioje iš jų vandens temperatūra aukščiausia, kurioje - vandens molekulės juda mažiausiu greičiu?

a) Nr. 2; Nr. 3. b) Nr. 3; Nr. 2. c) Nr. 1; 3 numeris. d) Nr. 2; #1

4. Kurie iš šių reiškinių yra šiluminiai?

a) Nukristi ant šaukšto grindų. b) Sriubos pašildymas ant viryklės.

c) Sniegas tirpsta saulėje. d) plaukimas baseine.

5. Kokios kūno molekulės dalyvauja šiluminiame judėjime? Kokioje temperatūroje?

a) esantis kūno paviršiuje; kambario temperatūroje.

b) Visos molekulės; bet kokioje temperatūroje

c) yra kūno viduje; bet kokioje temperatūroje.

d) Visos molekulės; adresu aukštos temperatūros.

6. Kambaryje tuose pačiuose induose po stūmokliu yra vienodos anglies dioksido masės. Kuriame inde yra dujos daugiausia energijos paveiksle parodytose stūmoklių padėtyse?

7. Kuriais iš šių atvejų kinta vidinė kūno energija?

a) Akmuo, krisdamas nuo skardžio, krenta vis greičiau.

b) Hanteliai pakeliami nuo grindų ir padedami ant lentynos.

c) Elektrinis lygintuvas buvo prijungtas prie tinklo ir prasidėjo lyginimas.

d) Druska iš maišelio buvo pilama į druskos plaktuvą.

8. Kurio kūno vidinės energijos pokytis vyksta dėl šilumos perdavimo šiose situacijose?

a) Grąžto šildymas darant skylę grąžtu.

b) Dujų temperatūros sumažėjimas joms besiplečiant.

c) sviesto pakelio atvėsinimas šaldytuve,

d) važiuojančio traukinio ratų šildymas.

Susijusi viktorina:

1. Temperatūros vienetas...

a) ... džaulis. b) ...paskalis. c) ... vatai. d) ... laipsnių Celsijaus.

2. Kūno temperatūra priklauso nuo...

Ir jo vidinė struktūra. b) ... jos medžiagos tankis.

c) ... jo molekulių judėjimo greitis. d) ... joje esančių molekulių skaičius.

3. Kuo skiriasi karštos arbatos molekulės nuo tos pačios arbatos molekulių, kai ji atvėsusi?

a) dydis. b) judėjimo greitis.

c) Atomų skaičius juose. d) spalva.

4. Koks judėjimas vadinamas terminiu?

a) Kūno judėjimas, kuriame jis įkaista.

b) Nuolatinis chaotiškas kūną sudarančių dalelių judėjimas.

c) Molekulių judėjimas kūne aukštoje temperatūroje.

5. Vidinė energija – tai kūno dalelių energija. Tai susideda iš...

a) ... visų molekulių kinetinė energija.

b) ... potenciali molekulių sąveikos energija.

c) ... visų molekulių kinetinės ir potencinės energijos.

6. Kokia yra meteorologų paleisto baliono energija?

a) kinetinė. b) Potencialas.

c) Vidinis. d) Visos šios energijos rūšys.

7. Kokiais būdais galima pakeisti vidinę kūno energiją?

a) Paleiskite jį. b) Kūno ar jo darbo darbų atlikimas.

c) Pakėlus jį į tam tikrą aukštį. d) šilumos perdavimo būdu.

8. Kokiame pavyzdyje dėl mechaninio darbo kinta vidinė kūno energija?

a) Į stiklinę dedamas arbatinis šaukštelis karštas vanduo.

b) Sunkvežimiui staigiai stabdant, nuo stabdžių sklido degimo kvapas.

c) Virdulyje verda vanduo.

d) Sušalusias rankas žmogus sušildo prispaudęs prie šilto radiatoriaus.

„Šiluminis judėjimas. Temperatūra. Vidinė energija"

„Šiluminis judėjimas. Temperatūra. Vidinė energija"

3. Studentų subjektyvios patirties aktualizavimas

Vidinė energija

Vidinės energijos didinimo būdai

Šilumos perdavimas

Šilumos perdavimo tipai

4. Naujų žinių ir veiklos būdų mokymasis

1. Šilumos laidumas – vidinės energijos perdavimo iš vienos kūno dalies į kitą arba iš vieno kūno į kitą jų tiesioginio sąlyčio reiškinys.

7.8 pav. (vadovėlis Peryshkin)

Skysčiuose ir dujose šilumos laidumas yra mažas, nes. atstumas tarp molekulių yra didesnis nei kietose medžiagose.

Prastas šilumos laidumas: vilna, plaukai, popierius, paukščių plunksnos, kamštiena, vakuumas.

2. Konvekcija – tai energijos perdavimas dujų arba skysčio srovėmis.

Kad dujose ir skysčiuose vyktų konvekcija, jie turi būti šildomi iš apačios.

3. Radiacija – energijos perdavimas įvairiais spinduliais, t.y. elektromagnetinių bangų pavidalu.

5. Pirminis tiriamojo supratimo patikrinimas

6. Tirtų konsolidavimas

Darbas pagal užduočių rinkinį Lukašik Nr.945-955

7. Rezultatai, namų darbai

4-6 p., 1-3 pratimas

8. Refleksija

Naudotos literatūros sąrašas

1. Peryshkin A.V. Fizika. 8 klasė. - M.: Bustard, 2009 m.

2. Gromovas S.V., Rodina N.A. Fizika. 9 klasė - M .: Išsilavinimas, 2002 m.

3. Čebotareva V.A. Fizikos testai. 8 klasė – egzaminų leidykla, 2009 m.

4. Lukašikas V.I., Ivanova E.V. Fizikos uždavinių rinkinys 7-9 klasėje - M .: Edukacija, 2008 m.

docbase.org

Pamoka 8 klasėje tema "Šilumos laidumas, konvekcija, spinduliavimas"

Tema: Šilumos laidumas, konvekcija, spinduliuotė.

Pamokos tipas: Kombinuotas

Pamokos tikslas:

Mokymai: supažindinti su šilumos perdavimo sąvoka, su šilumos perdavimo rūšimis, paaiškinti, kad šilumos perdavimas bet kuriuo šilumos perdavimo būdu visada vyksta viena kryptimi; kad, priklausomai nuo vidinės sandaros, įvairių medžiagų (kietų, skystų ir dujinių) šilumos laidumas yra skirtingas, kad juodas paviršius yra geriausias skleidėjas ir geriausias energijos sugėrėjas.

Tobulinimas: ugdykite pažintinį susidomėjimą dalyku.

Išsilavinimas: ugdyti atsakomybės jausmą, gebėjimą kompetentingai ir aiškiai reikšti savo mintis, mokėti išlaikyti save ir dirbti komandoje

Tarpdalykinė komunikacija: chemija, matematika

Vaizdinės priemonės: 21-30 brėžinių, šilumos laidumo lentelė

Pamokos struktūra

1. Pamokos organizavimas (2 min.)

Sveikinimai studentams

Mokinių lankomumo ir klasės pasirengimo pamokai tikrinimas.

2. Namų darbų apklausa (10 min.) Tema: Vidinė energija. Vidinės energijos keitimo būdai.

3. Fizinis diktantas (abipusis patikrinimas) (5 min.)

4. Naujos medžiagos paaiškinimas. (15 minučių)

Vidinės energijos keitimo būdas, kai labiau šildomo kūno dalelės, turinčios didesnę kinetinę energiją, susilietus su mažiau įkaitusiu kūnu, tiesiogiai perduoda energiją mažiau įkaitusiam kūno dalelėms, vadinamas šilumos perdavimu.. Yra trys šilumos būdai. perdavimas: šilumos laidumas, konvekcija ir spinduliuotė.

Šie šilumos perdavimo būdai turi savo ypatybes, tačiau kiekviename iš jų šilumos perdavimas visada vyksta viena kryptimi: nuo karštesnio kūno į mažiau įkaitusį. Tuo pačiu metu karštesnio kūno vidinė energija mažėja, o šaltesnio padidėja.

Energijos perdavimo iš labiau šildomos kūno dalies į mažiau šildomą arba iš labiau šildomo kūno į mažiau šildomą reiškinys per tiesioginį kontaktą arba tarpinius kūnus vadinamas šilumos laidumu.

Kietame kūne dalelės nuolat svyruoja, bet nekeičia savo pusiausvyros būsenos. Kūno temperatūrai kylant jį kaitinant, molekulės pradeda intensyviau svyruoti, nes didėja jų kinetinė energija. Dalis šios padidintos energijos palaipsniui pereina iš vienos dalelės į kitą, t.y. iš vienos kūno dalies į kaimynines kūno dalis ir kt. Tačiau ne visos kietosios medžiagos perduoda energiją vienodai. Tarp jų yra vadinamieji izoliatoriai, kuriuose šilumos laidumo mechanizmas vyksta gana lėtai. Tai asbestas, kartonas, popierius, veltinis, granitas, mediena, stiklas ir daugybė kitų kietų medžiagų. Varis ir sidabras pasižymi dideliu šilumos laidumu. Jie yra geri šilumos laidininkai.

Skysčiai turi mažą šilumos laidumą. Kaitinamas skystis, vidinė energija iš karštesnės srities į mažiau įkaitusią perkeliama dėl molekulių susidūrimų ir iš dalies dėl difuzijos: greičiau molekulės prasiskverbia į mažiau šildomą sritį.

Dujose, ypač retose, molekulės yra pakankamai dideliais atstumais viena nuo kitos, todėl jų šilumos laidumas net mažesnis nei skysčių.

Vakuumas yra puikus izoliatorius, nes nėra dalelių, kurios perneštų vidinę energiją.

Priklausomai nuo vidinės būsenos, skirtingų medžiagų (kietos, skystos ir dujinės) šilumos laidumas skiriasi.

Šilumos laidumas priklauso nuo energijos perdavimo medžiagoje pobūdžio ir nėra susijęs su pačios medžiagos judėjimu organizme.

Yra žinoma, kad vandens šilumos laidumas yra mažas, o kaitinant viršutinį vandens sluoksnį, apatinis sluoksnis lieka šaltas. Oras praleidžia šilumą dar blogiau nei vanduo.

Konvekcija yra šilumos perdavimo procesas, kurio metu energija pernešama skysčio arba dujų srove. Konvekcija lotyniškai reiškia „maišymas“. Konvekcija kietose medžiagose nevyksta ir nevyksta vakuume.

Plačiai naudojama kasdieniame gyvenime ir technologijose, konvekcija yra natūrali arba nemokama.

Kai skysčiai ar dujos maišomi siurbliu arba maišytuvu, kad jie tolygiai susimaišytų, konvekcija vadinama priverstine konvekcija.

Šilumos kriauklė yra įrenginys, kuris yra plokščias cilindrinis metalinis indas, kurio viena pusė yra juoda, o kita - blizgi. Jo viduje yra oro, kuris kaitinant gali išsiplėsti ir išeiti pro skylę.

Tuo atveju, kai šiluma perduodama iš šildomo kūno į šilumos imtuvą naudojant akiai nematomus šilumos spindulius, šilumos perdavimo tipas vadinamas spinduliavimu arba spinduliniu šilumos perdavimu.

Absorbcija yra spinduliuotės energijos pavertimo vidine kūno energija procesas.

Spinduliuotė (arba spinduliuotės šilumos perdavimas) yra energijos perdavimo iš vieno kūno į kitą procesas naudojant elektromagnetines bangas.

Kuo aukštesnė kūno temperatūra, tuo didesnis spinduliuotės intensyvumas. Energijos perdavimui spinduliuote nereikia terpės: šilumos spinduliai gali sklisti ir per vakuumą.

Juodas paviršius geriausiai spinduliuoja ir geriausiai sugeria, o po to eina grubus, baltas ir poliruotas paviršius.

Geri energijos sugėrikliai yra geri, o blogi – blogai.

5. Įtvirtinimas: (10 min.) savęs patikrinimo klausimai, užduotys ir pratybos

7. Studentų žinių įvertinimas (1 min.). Atspindys.

infourok.ru

Šilumos laidumas spinduliuojant – chemiko vadovas 21

Šiluma gali būti perduodama iš vienos erdvės dalies į kitą laidumo, spinduliavimo ir konvekcijos būdu. Praktikoje šie šilumos perdavimo tipai labai retai stebimi atskirai (pavyzdžiui, konvekciją lydi šilumos laidumas ir spinduliavimas). Tačiau vienas šilumos perdavimo tipas dažnai dominuoja prieš kitus tiek, kad jų įtakos galima nepaisyti. Pavyzdžiui, galime manyti, kad šiluma praeina per aparato sieneles tik šilumos laidumu. Šilumos laidumas taip pat dominuoja kietųjų medžiagų šildymo ir aušinimo procesuose. Šilumos perdavimas gali būti laidumas, konvekcija arba spinduliuotė. Šilumos laidumas yra šilumos perdavimo per kietą kūną, pavyzdžiui, per kolbos sienelę, procesas. Konvekcija galima ten, kur medžiagų dalelės neturi fiksuotos padėties, tai yra skysčiuose ir dujose. Šiuo atveju šiluma perduodama judančių dalelių pagalba. Spinduliavimas yra šilumos perdavimas šiluminiais spinduliais, kurių bangos ilgis yra 0,8–300 mikronų diapazone. Dažniausiai šilumos perdavimas atliekamas vienu metu visais trimis būdais, nors, žinoma, ne vienodai.

Garų atsiradimas skysčio ir garų sąsajoje atsiranda dėl šilumos, patenkančios iš šildymo paviršiaus per garų sluoksnį per šilumos laidumą ir spinduliuotę.

Degiųjų garų sąveika su oro deguonimi vyksta degimo zonoje, į kurią nuolat turi tekėti degūs garai ir oras. Tai įmanoma, jei skystis gauna tam tikrą kiekį šilumos, reikalingos išgaruoti. Šiluma degimo procese ateina tik iš degimo zonos (liepsnos), kur ji nuolat išsiskiria. Šiluma iš degimo zonos į skysčio paviršių perduodama spinduliavimo būdu. Šilumos perdavimas šilumos laidumo būdu yra neįmanomas, nes garų judėjimo greitis iš paviršiaus / skysčio į degimo zoną yra didesnis nei šilumos perdavimo per juos greitis iš degimo zonos į skystį. Šilumos perdavimas konvekcijos būdu taip pat neįmanomas, nes garų srautas

Šilumos pasiskirstymas kūno viduje galimas dviem būdais: šilumos laidumu ir konvekcija. Pirmuoju būdu šiluma sklinda dėl molekulių susidūrimų, o labiau įkaitusios kūno dalies molekulės, kurios vidutiniškai turi didesnę kinetinę energiją, dalį jos perduoda kaimyninėms molekulėms. Taigi šiluma kūne gali sklisti net ir nesant akivaizdaus jo dalių judėjimo, pavyzdžiui, kietame kūne. Skysčiuose ir dujose, kartu su šilumos laidumu, šiluma dažniausiai sklinda ir konvekcijos būdu, t.y., tiesiogiai perduodant šilumą labiau įkaitusioms skysčio masėms, kurios judant užima mažiau įkaitusias mases. Dujose šiluma taip pat gali plisti iš vienos dujų dalies į kitą spinduliavimo būdu.

Šiluma iš degimo zonos į naftos atliekų paviršių perduodama daugiausia per spinduliuotę. Garuojančiam sluoksniui nėra šilumos laidumo, nes garų judėjimo greitis iš skysčio paviršiaus į degimo zoną yra didesnis nei šilumos perdavimo iš degimo zonos į skystį greitis.

Šilumos perdavimas konvekcijos būdu nuo kieto kūno paviršiaus į skystį (dujas) arba atvirkščiai įvyksta, kai dujų ar skysčio dalelės keičia savo vietą tam tikro paviršiaus atžvilgiu ir tuo pačiu veikia kaip šilumos nešikliai. Tokių dalelių judėjimas atsiranda dėl visos skysčio (dujų) masės judėjimo veikiant išoriniam poveikiui (priverstinė konvekcija), arba yra medžiagos tankio skirtumo pasekmė. įvairių taškų erdvė, kurią sukelia netolygus temperatūrų pasiskirstymas medžiagos masėje (natūrali arba laisvoji konvekcija). Konvekciją visada lydi šilumos perdavimas laidumu ir spinduliuote.

Jei energija tuo pačiu metu perduodama terpėje per spinduliavimą ir šilumos laidumą, tada šio perdavimo intensyvumą tam tikrame taške apibūdinanti reikšmė bus vektorius Chx = Chl Ch, kur

Svarstant daugybę taikomų problemų, įdomu ištirti šilumos perdavimo procesą periodinėse terpėse, kuriose yra vakuuminių sluoksnių ar ertmių, kur šilumos perdavimas vyksta tik per spinduliuotę. Kitais atvejais šios ertmės užpildomos dujomis, kurių šilumos laidumas ir sugerties koeficientai yra nereikšmingi. Tokiu atveju dažnai galima nepaisyti dujų buvimo ir šios ertmės gali būti laikomos vakuuminėmis ertmėmis. Konstrukcijos ir medžiagos, turinčios tarpsluoksnių ir nolo-

Birios, mažo tūrio tankio medžiagos, pvz., milteliai ir pluoštai, užpildyti dujomis Atmosferos slėgis, naudojami oro skystintuvams, skystojo deguonies ir azoto rezervuarams, dujų atskyrimo kolonoms ir kitai įrangai izoliuoti, kurių temperatūra nenukrenta žemiau skysto azoto virimo temperatūros. Tokiose izoliacinėse medžiagose dujų erdvės tūrio ir kietos medžiagos tūrio santykis gali būti nuo 10 iki 100. Fig. 5.53 rodo kai kurių įprastų birių medžiagų šilumos laidumo koeficientus. Šių medžiagų geriausių pavyzdžių šilumos laidumas artėja prie oro, o tai rodo, kad oras, užimantis erdvę tarp dalelių, perneša didžiąją dalį šilumos. Tai paaiškina dujomis užpildytos izoliacijos principą, kurios kieta medžiaga neleidžia šilumai perduoti per spinduliuotę ir konvekciją. Idealiu atveju šilumos perdavimas dėl kietos medžiagos šilumos laidumo yra nereikšmingas, o šilumą perduoda tik dujos. Tikroje izoliacijoje dalis šilumos praeina tiesiai per miltelių daleles arba pluoštus, o gaunamas šilumos laidumas paprastai yra šiek tiek didesnis nei dujų šilumos laidumas. Išimtis yra labai smulkūs milteliai, kurių atstumai tarp dalelių yra tokie maži, kad vidutinis laisvas dujų molekulių kelias yra didesnis už šiuos atstumus; tokiu atveju dujų šilumos laidumas mažėja, kaip ir slėgiui mažėjant. Taigi miltelinės izoliacijos šilumos laidumas, net jei milteliai yra pripildyti atmosferos slėgio dujų, gali būti mažesnis už dujų, užpildančių tarpą tarp dalelių, šilumos laidumą.

Esant geram vakuumui, likusių dujų šilumos perdavimas yra nereikšmingas. Todėl projektuodami indus jie siekia sumažinti šilumos patekimą per atraminius elementus ir šilumos perdavimą spinduliavimo būdu. Nustatomas šilumos prieaugis per izoliacines atramas dizaino elementai ir mechaninis atramų stiprumas, bendras šios problemos sprendimas yra neįmanomas. Jei indo dydis neribojamas, tai padidinus atramų ilgį ir naudojant žemo šilumos laidumo medžiagą, per atramas galima užtikrinti labai mažą šilumos tiekimą. Net ir uždarose erdvėse patyręs dizaineris dažniausiai randa būdą, kaip padidinti atramų šiluminę varžą. Priešingai, spinduliuotės šilumos perdavimas silpnai priklauso nuo izoliacinės erdvės storio, esant nedideliam vakuuminės erdvės storiui, jo izoliacinės savybės net šiek tiek pagerėjo dėl apytikslės.

Šilumos perdavimas per bet kurią sieną iš labiau šildomo aušinimo skysčio į kitą, šaltesnį aušinimo skystį, yra gana sudėtingas reiškinys. Jei paimtume, pavyzdžiui, garintuvo vamzdinį pluoštą, kuris šildomas išmetamosiomis dujomis, tai yra trys elementarūs šilumos perdavimo būdai, kurie laikomi pagrindiniais. Dūmų dujų šiluma laidumo, konvekcijos ir spinduliuotės būdu perduodama į pluošto vamzdžius. Šiluma per vamzdžių sieneles perduodama tik laidumo būdu, o iš vamzdžio vidinio paviršiaus į

Šilumos laidumas yra susijęs su šilumos perdavimu judant ir susidūrus atomams ir molekulėms, sudarančioms medžiagą. Tai analogiška difuzijos procesui, kai medžiaga perduodama panašiu mechanizmu. Konvekcija – tai šilumos perdavimas judant dideliems molekulių agregatams, t.y. iš esmės jis panašus į maišymo procesą. Akivaizdu, kad šilumos perdavimas konvekcijos būdu gali vykti tik skysčiuose ir dujose, o šilumos laidumas yra pagrindinis šilumos perdavimo būdas kietose medžiagose. Skysčiuose ir dujose kartu su konvekcija taip pat stebimas šilumos laidumas, tačiau pirmasis yra daug greitesnis procesas ir paprastai visiškai užmaskuoja antrąjį procesą. Tiek šilumos laidumui, tiek konvekcijai reikalinga materiali terpė ir ji negali vykti visiškame vakuume. Tai išryškina pagrindinį skirtumą tarp šių dviejų procesų ir radiacijos proceso, kuris geriausiai vyksta vakuume. Tikslus procesas, kuris spinduliuotę perduoda energiją per tuščią erdvę, dar nenustatytas, tačiau mūsų tikslams bus patogu laikyti, kad tai vyksta bangų judėjimu grynai hipotetinėje terpėje (eteryje). Manoma, kad eterio banginiam judėjimui perduodama vidinė materijos energija, šis judėjimas sklinda visomis kryptimis, o bangai susidūrus su medžiaga, energija gali būti perduota, atsispindėti ar sugerti. Kai jis absorbuojamas, jis gali padidinti vidinę kūno energiją trimis būdais: 1) sukeldamas cheminę reakciją,

Aukštos temperatūros procesuose, tokiuose kaip stiklo lydymas, plytų deginimas, aliuminio lydymas ir kt., kur neišvengiamai aukšta išmetamųjų dujų temperatūra, naudingai panaudotos kuro šilumos kiekis bendrame degimo šilumos balanse sudaro nedidelę dalį (anksčiau pavyzdys – 36 %, neatsižvelgiant į nuostolius dėl radiacijos iš krosnies sienelių). Todėl į Ši byla Sutaupyti kuro galima naudojant šilumos atgavimo įrenginius, tokius kaip rekuperatoriai, skirti pašildyti kuro deginimui tiekiamą orą arba panaudotos šilumos katilus, kad susidarytų papildomas garas, taip pat pagerinus šilumos izoliaciją, kad būtų sumažinti radiacijos nuostoliai, šilumos laidumas. ir konvekcija su išorinis paviršius krosnies sienas į apylinkes.

Šilumos mainai šerdyje, tarpinėje terpėje ir ribose tarp jų atliekami naudojant kietos medžiagos šerdies elemento šilumos laidumą, šilumos perdavimą iš vienos kietosios dalelės į gretimą jų tiesioginio kontakto taškuose. , molekulinis šilumos laidumas terpėje, užpildantis tarpus tarp dalelių, šilumos perdavimas kietųjų dalelių ribose su išorinė aplinka spinduliuotė iš dalelės į dalelę per tarpinę terpę, dujų ir drėgmės konvekcija tarp dalelių.

Vakuuminiai kondensuoti sluoksniai yra ypač jautrūs jų susidarymo sąlygoms, ypač pagrindo temperatūrai, kondensacijos intensyvumui, kondensuotų dujų temperatūrai ir šilumos srauto, tiekiamo į kondensacinį paviršių radiacijos ir per šilumos laidumą, galiai. likusių dujų.

Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta pirmiau, aišku, kad (5.52) lygtyje esančio kondensato šilumos laidumas yra ne monolitinio kūno, o labai išsklaidytos medžiagos šiluminė charakteristika. Ši medžiaga - kondensatas susideda iš skeleto - skeleto, kuris yra daugybės kietųjų dalelių - kristalų, atskirtų tarpais, užpildytais likutinėmis dujomis, rinkinys. Tokioje sudėtingoje medžiagoje šilumos perdavimas nebeapsiriboja kieto kūno šilumos laidumu, bet yra atliekamas perduodant šilumą išilgai atskirų dalelių - kieto šilumos perdavimo medžiagos skeleto elemento dėl šilumos laidumo. nuo vienos kietosios dalelės į gretimą jų tiesioginio kontakto vietose; likutinių dujų šilumos laidumas porose ir tuštumos tarp spinduliuotės dalelių nuo dalelės iki dalelės.

Bendrosios nuostatos. Technologijoje dažnai tenka susidurti su tokiais šilumos perdavimo atvejais, kai temperatūra ta aplinką su kuria šis paviršius keičia šilumą, o ne sienos paviršiaus temperatūrą. Palyginti su kietųjų medžiagų šilumos laidumo ir šiluminės spinduliuotės klausimais, šilumos perdavimo iš aplinkinės skystos ar dujinės terpės į sienos paviršių konvekcijos būdu problema yra daug sudėtingesnė, todėl daugeliu atvejų dar tolima išspręsta iki šiol. Kai kalbame apie šilumos perdavimą iš kietos medžiagos į skystį ar dujas, šilumos perdavimas dėl šilumos laidumo savo dydžiu atsitraukia į foną, palyginti su šilumos perdavimu dėl konvekcijos. Pastarasis, kaip jau minėta aukščiau, susideda iš to, kad judančiame skysčio ar dujų sluoksnyje, esančiame šalia sienos, dėl srauto, esančio šioje

Šilumos perdavimas iš vieno kūno į kitą gali vykti laidumo, konvekcijos ir šiluminės spinduliuotės būdu.

Daugelis kietų ir skystų polimerų yra beveik visiškai nepralaidūs infraraudonoji spinduliuotė, todėl krintančią energiją kūnas sugeria ir jo paviršiuje paverčia šiluma. Tačiau tam tikras šilumos kiekis vis tiek iš karto sunaudojamas aplinkoje per konvekciją ir spinduliuotę. Sugerta šiluma paskirstoma kūno viduje per laidaus šilumos perdavimo procesą. Temperatūros pasiskirstymas spinduliavimo energija šildomame kūne priklauso ne tik nuo šilumos srauto, bet ir nuo medžiagos šilumos laidumo bei konvekcinių šilumos nuostolių nuo paviršiaus.

Šilumos perdavimas gali būti atliekamas vienu iš trijų toliau išvardytų būdų arba jų deriniu. Šie metodai vargu ar pučia 1) šilumos laidumą, 2) konvekciją ir 3) spinduliavimą

Vienas iš labiausiai paplitusių ir seniausių (pasiūlytas 1880 m.) yra termokonduktometrinis metodas. Termokonduktometrinių dujų analizatorių veikimas pagrįstas priklausomybe elektrinė varža laidininkas, turintis didelį atsparumo temperatūrinį koeficientą nuo laidininką supančio mišinio šilumos laidumo. Šiluma per dujinę terpę perduodama laidumo, konvekcijos ir spinduliavimo būdu. Dujų šilumos laidumas priklauso nuo jų sudėties. Siekiama sumažinti arba stabilizuoti šilumos perdavimo konvekcijos ir spinduliavimo būdu dalį.

Taigi, tam tikrame aušintuve cirkuliuojantis vanduo aušinamas šilumos perdavimo būdu atmosferos oras, o dalis šilumos perduodama paviršiniam vandens išgaravimui – daliai vandens pavirtus garais ir šiems garams difuzijos būdu pernešant į orą, kita dalis – dėl vandens temperatūros skirtumo. vanduo ir oras, t.y. šilumos perdavimas kontaktiniu būdu (šilumos laidumas ir konvekcija). Labai mažas šilumos kiekis iš vandens paimamas spinduliavimu, į kurį dažniausiai neatsižvelgiama nustatant šilumos balansą. Tuo pačiu metu į atvėsusį vandenį patenka šilumos iš saulės radiacija, kuris yra toks mažas, kad jo nepaisoma aušinimo bokštų ir purškiamų tvenkinių šilumos balanse.

Šilumos perdavimas iš karštesnių kūnų į mažiau įkaitusius vyksta laidumo, konvekcijos ir šiluminės spinduliuotės būdu. -

Šilumos perdavimo procesų dėl spinduliuotės ir šilumos laidumo palyginimas. Šilumos laidumą lemia kūno mikrodalelių judėjimas, šilumos mainai spinduliuote vyksta elektromagnetinėmis bangomis arba fotonais. Vakuume nėra šilumos laidumo. Šilumos mainai spinduliuote tarp kūnų vyksta tiek esant materialinei terpei, tiek nesant. Jei terpė nesugeria spinduliuotės, jos temperatūra neturi įtakos šilumos perdavimo procesui. Pavyzdžiui, galite padegti medinį objektą sufokusuodami saulės spindulius su objektyvu, pagamintu iš ledo.

Kuro degimą lydi šilumos išsiskyrimas ir perdavimas, taip pat nuostoliai, tiksliau, šilumos išsklaidymas į aplinką. Šilumos perdavimas vyksta konvekcijos būdu, ty tiesiogiai judančiu dujų srautu, taip pat kietųjų dalelių srautu. Be to, šilumos perdavimas vyksta dujose, o dalelės teka per šilumos laidumą ir spinduliuotę. Šilumos laidumas dujų ir dalelių terpėse, taip pat molekulinė difuzija vyksta nepriklausomai nuo jų judėjimo. Srautas, masė ir šiluma dėl difuzijos ir šilumos laidumo atsiranda kartu esant gradientams – temperatūrai ir koncentracijai (tiksliau, cheminiam potencialui x) – ir yra nulemti abipusio tiesinės funkcijos ir y7 (žr. V ir VI sk.). Tačiau praktiškai galima nepaisyti šilumos perdavimo dėl koncentracijos gradiento, taip pat masės perdavimo dėl temperatūros gradiento (terminės difuzijos).

Izoterminiam srautui T - onst ir iš santykio p = pRT formulė (3a) seka ties - 1. Adiabatinio srauto atveju daroma prielaida, kad šiluma perduodama tik per konvekciją (nėra nei šilumos laidumo, nei spinduliavimo). ), o formulėje ( 21) turime dQ = O. Vienam

Keletas kilovatų. Pagalbinės grandinės pagalba sukuriama kibirkštis, kuri sukuria tam tikrą kiekį jonų, o tada magnetinės indukcijos būdu jonizuotose dujose sukuriama stipri žiedinė srovė. Gauta plazma įkaitinama iki kelių dešimčių tūkstančių Kelvino laipsnių, o tai yra daug aukštesnė už temperatūrą, kurioje minkštėja kvarcinis stiklas. Akivaizdu, kad reikia rasti būdą apsaugoti šaltinį nuo savęs sunaikinimo, kuris pasiekiamas naudojant argono srovę, kuri veikia kaip aušinimo skystis. Iš išorinio vamzdžio (9-6 pav.) dideliu greičiu tangentiškai paduodamas argonas, sukuriamas sūkurinis srautas (parodyta paveikslėlyje), temperatūra mažėja. Karšta plazma linkusi stabilizuotis tam tikru atstumu nuo toroido formos sienelių, o tai taip pat apsaugo nuo perkaitimo. Mėginys išpurškiamas purkštuvu (neparodytas paveikslėlyje) ir lėtu argono srautu nunešamas į centrą (į paplotėlio skylutę). Čia jis įkaista dėl šilumos laidumo ir spinduliuotės iki 7000 K ir visiškai išpurškiamas bei sužadinamas. Nustatytų atomų praradimas dėl jonizacijos yra plazmos AAS sunkumų šaltinis) ICP spektroskopijoje nevaidina. didelis vaidmuo dėl lengviau jonizuojamų argono atomų.

Dujų mišinys teka kanalais tarp katalizatoriaus granulių. Šiuo atveju tarp dalelių ir srauto vyksta šilumos ir masės perdavimas. Srauto šerdyje masės ir šilumos perdavimas vyksta daugiausia dėl konvekcijos, kadangi srautas dažniausiai yra turbulentinis.Prie paviršiaus yra sluoksniuotas ribinis sluoksnis, kuriame prie granulės paviršiaus dujų greitis nukrenta iki nulio. . Reagentų ir reakcijos produktų pernešimas per jį priešinga paviršiui kryptimi vykdomas molekulinės difuzijos būdu, o šiluma – pagal šilumos laidumą. Šilumos perdavimas taip pat gali vykti per šilumos laidumą iš dalelės į dalelę per kontaktinį paviršių ir spinduliuotę tarp dalelių.

Yra trys šilumos perdavimo tipai: laidumas, konvekcija ir spinduliuojanti šiluma. Šilumos laidumas yra šilumos perdavimo reiškinys tiesiogiai kontaktuojant skirtingos temperatūros dalelėms. Šis tipas apima šilumos perdavimą kietose medžiagose, pavyzdžiui, per aparato sienelę. Konvekcija yra šilumos perdavimo reiškinys, kai pramušamos skysčio ar dujų dalelės ir jas sumaišoma. Šilumos perdavimas taip pat gali būti atliekamas per spinduliuotę - energijos perdavimą kaip šviesą elektromagnetinių bangų pavidalu.

Svarbų vaidmenį kuro degimo (dujinimo) procese vaidina kietosios ir dujinės fazės abipusio judėjimo kryptis. Yra dvi schemos, kaip organizuoti dujų ir kuro srautų judėjimą tiesioginiu ir priešpriešiniu srautu. Dujų ir kuro srautų tiesioginio srauto schemoje reagentų terminis paruošimas vyksta ne taip intensyviai, nedalyvaujant karštoms dujoms ir daugiausia perduodant šilumą iš degimo zonos šilumos laidumo ir spinduliavimo būdu. Priešpriešinio degimo schemoje pasiekiamas patikimesnis kuro užsidegimas, nes šilumos perdavimas šildymui vyksta konvekcija iš karštų dujų ir šilumos laidumas nuo karštų paviršių.

Pažymėtina, kad kalbant apie dispersines medžiagas, terminas šilumos laidumas gali būti vartojamas tik sąlyginai, jei ši sąvoka reiškia ne tik laidų šilumos perdavimą (t. y. patį šilumos laidumą), bet ir šilumos perdavimą per konvekciją bei spinduliuotę. Taigi šilumos laidumo koeficientas, nustatytas dispersinei terpei, yra tam tikra reikšmė, lygiavertė šilumos laidumo koeficientui Furjė lygtyje, jei apskritai ši lygtis yra taikytina nurodytomis sąlygomis (t. y. jei šilumos perdavimo procesas per išvardytas mechanizmai gali būti tiksliai apibūdinti šia lygtimi) . Todėl teisingiau šią vertę vadinti ekvivalentiniu šilumos laidumo koeficientu (žr. II skyrių ir kt.). Tačiau turėdami tai omenyje, trumpumo sumetimais pasiliksime visuotinai priimtą terminą šilumos laidumas.

Šie mokslininkai palygino savo duomenis su efektyvaus dalelių agregatų šilumos laidumo išraiška. Jie, kaip ir Mayer, teigia, kad efektyvusis šilumos laidumas per bet kurį paviršių yra lygus vidutiniam oro ir degalų šilumos laidumui paviršiaus dalyje, kurią dengia kiekvienas, ir kad lygiavertis šilumos laidumas gaunamas iš juodųjų kūno spindulių per tuštumas. . Naudodamas šią lygtį, su tam tikru jo leidžiamu supaprastinimu, Meyeris sugebėjo išreikšti efektyvų kuro sluoksnio šilumos laidumą pagal tikrąjį kuro šilumos laidumą, tuštumų tūrį, temperatūrą tonų gyvenančiame sluoksnyje. ir didžiausių dalelių skersmuo. Dujų, užpildančių tuštumus, laidumas įtrauktas į jo analizės duomenis įvairios dalys ir jo negalima rasti tiesiogiai. Kokso sluoksnio efektyvusis šilumos laidumas esant 815°, kai tuštumos tūris yra 50%, o viršutinė grūdelių dydžio riba yra 2,54 C/I, pateikiamas kaip dydžio indeksas, gautas pagal šią išraišką, kuri buvo nustatyta kaip 0,00414. Tikrasis kuro šilumos laidumas yra tokia maža dalis (apie 5%) efektyviojo, kad viso sluoksnio efektyvusis šilumos laidumas iš esmės nepriklauso nuo naudojamo kuro.

Bendrosios nuostatos. Technologijoje dažnai tenka susidurti su tokiais šilumos perdavimo atvejais, kai nurodoma aplinkos temperatūra, o ne sienos paviršiaus temperatūra. Palyginti su šilumos laidumu ir šilumine spinduliuote, šilumos perdavimas konvekcijos būdu iš aplinkinės skystos ar dujinės terpės į sienos paviršių yra daug sudėtingesnis ir toli gražu netirtas procesas. Kai šiluma iš kietos medžiagos pereina į skystį ar dujas, šilumos perdavimas dėl šilumos laidumo savo dydžiu atsitraukia į foną, palyginti su šilumos perdavimu dėl konvekcijos. Pastarasis susideda iš to, kad judančiame skysčio ar dujų sluoksnyje, esančiame prie sienos, dėl šiame sluoksnyje esančio srauto visi liečiasi su siena. laikas naujas. ir naujos dalelės, kurios tokiu būdu arba nuneša šilumą su savimi, arba atiduoda ją sienai, su kuria jos liečiasi. Šis konvekcinis perkėlimas

Į žinomą temperatūrą ir dedamas į degiklio vietą. Tokiu būdu buvo galima gauti liepsnos spektrinio ryškumo vertę, taigi, pagal Kirchhofo dėsnį, ir juodo kūno spektrinį ryškumą esant tokiai pačiai temperatūrai kaip liepsnos temperatūra. Ši temperatūra buvo lyginama su liepsnos temperatūra, matuojama taip: Plonas platinos-rodžio laidas, esantis už liepsnos, buvo kaitinamas praleidžiant srovę, o jos spinduliavimo energija matuojama termopilu, esant įvairioms temperatūroms. Pastarieji buvo matuojami naudojant optinį pirometrą. Remiantis tuo, buvo sudaryta spinduliuotės energijos kreivė (vatais vielos ilgio centimetrui) kaip temperatūros funkcija. Tada viela buvo įvesta į liepsną, o jos temperatūra buvo matuojama įvairioms vertėms elektros energija. Iš čia buvo sudaryta kita kreivė, išreiškianti energijos tiekimą (vatais vielos ilgio centimetrui) kaip temperatūros funkciją. Esant tam tikrai temperatūrai, šios kreivės susikerta. Dėl vielos spinduliuotės liepsna yra praktiškai skaidri. Tai išplaukia iš santykinai mažos laido spinduliuotės liepsnos infraraudonųjų spindulių sugerties juostų srityje ir, be i jro, buvo patvirtinta tiesioginiu eksperimentu. Todėl, esant tokiai temperatūrai, soros išskiriamos energijos kiekis yra lygus tiekiamos elektros energijos kiekiui. Tai gali įvykti tik tada, kai energija neprarandama ir laidai neperduodama šilumos laidumo ar konvekcijos būdu, t.y. jei laido ir dujų liepsnos temperatūros yra vienodos. Todėl susikirtimo taškas nustato dujų liepsnos temperatūrą.

Garinimo metu lašas atšaldomas. Atsižvelgiant į šilumos laidumo ir difuzijos reiškinių analogiją (neatsižvelgiant į šilumos perdavimą per konvekciją ir spinduliuotę, darant prielaidą, kad dujinės terpės šilumos laidumas R nepriklauso nuo temperatūros ir garų koncentracijos, t. y. darant prielaidą, kad l = onst), galime parašykite stacionarų temperatūros pasiskirstymą šalia lygties sferinio kritimo, panašiai (4.3)

Muraur nepateikė išsamios kiekybinės teorijos, o sujungė rezultatus didelis skaičius eksperimentuoja su kokybiniu degimo proceso paveikslu. Degimo greitį lemiančiu etapu laikomas kuro paviršiaus skilimas, kai susidaro degiųjų dujų mišinys, o tokie parametrai kaip slėgis, pradinė temperatūra, liepsnos temperatūra, sprogimo šiluma ir spinduliuotė interpretuojami taip, tarsi jie turėjo įtakos šiam pradiniam skilimui. Energijos perdavimas iš liepsnos į kuro paviršių vyksta per šilumos laidumo procesą, kurio greitis yra proporcingas slėgiui, ir spinduliavimo procesą, kuris nepriklauso nuo slėgio. Tai suteikia tokį degimo greičio dėsnį

Tema: fizika ir astronomija

Klasė: 8 rus

Tema: Šilumos laidumas, konvekcija, spinduliavimas.

Pamokos tipas: Kombinuotas

Pamokos tikslas:

Mokymai: supažindinti su šilumos perdavimo sąvoka, su šilumos perdavimo rūšimis, paaiškinti, kad šilumos perdavimas bet kuriuo šilumos perdavimo būdu visada vyksta viena kryptimi; kad, priklausomai nuo vidinės sandaros, įvairių medžiagų (kietų, skystų ir dujinių) šilumos laidumas yra skirtingas, kad juodas paviršius yra geriausias skleidėjas ir geriausias energijos sugėrėjas.

Tobulinimas: ugdykite pažintinį susidomėjimą dalyku.

Išsilavinimas: ugdyti atsakomybės jausmą, gebėjimą kompetentingai ir aiškiai reikšti savo mintis, mokėti išlaikyti save ir dirbti komandoje

Tarpdalykinė komunikacija: chemija, matematika

Vaizdinės priemonės: 21-30 brėžinių, šilumos laidumo lentelė

Techninės mokymo priemonės: _______________________________________________________

_______________________________________________________________________

Pamokos struktūra

1. Opamokų organizavimas(2 minutės.)

Sveikinimai studentams

Mokinių lankomumo ir klasės pasirengimo pamokai tikrinimas.

2. Namų darbų apklausa (15 min.) Tema: Vidinė energija. Vidinės energijos keitimo būdai.

3. Naujos medžiagos paaiškinimas. (15 minučių)

vadinamas vidinės energijos keitimo būdas, kai labiau įkaitinto kūno dalelės, turinčios didesnę kinetinę energiją, susilietus su mažiau įkaitusiu kūnu, perduoda energiją tiesiogiai mažiau įkaitusiam kūno dalelėms.šilumos perdavimas Yra trys šilumos perdavimo tipai: laidumas, konvekcija ir spinduliuotė.

Šie šilumos perdavimo tipai turi savo ypatybes, tačiau kiekvieno iš jų šilumos perdavimas visada vyksta viena kryptimi: nuo karštesnio kūno iki šaltesnio kūno . Tuo pačiu metu karštesnio kūno vidinė energija mažėja, o šaltesnio padidėja.

Energijos perdavimo iš karštesnės kūno dalies į mažiau įkaitusią arba iš karštesnio kūno į mažiau įkaitusią per tiesioginį sąlytį arba tarpinius kūnus vadinamas reiškinys.šilumos laidumas.

Kietame kūne dalelės nuolat svyruoja, bet nekeičia savo pusiausvyros būsenos. Kūno temperatūrai kylant jį kaitinant, molekulės pradeda intensyviau svyruoti, nes didėja jų kinetinė energija. Dalis šios padidintos energijos palaipsniui pereina iš vienos dalelės į kitą, t.y. iš vienos kūno dalies į kaimynines kūno dalis ir kt. Tačiau ne visos kietosios medžiagos perduoda energiją vienodai. Tarp jų yra vadinamieji izoliatoriai, kuriuose šilumos laidumo mechanizmas vyksta gana lėtai. Tai asbestas, kartonas, popierius, veltinys, ranitas, mediena, stiklas ir daugybė kitų kietų medžiagų. Medb ir sidabras pasižymi dideliu šilumos laidumu. Jie yra geri šilumos laidininkai.

Skysčiai turi mažą šilumos laidumą. Kaitinamas skystis, vidinė energija iš karštesnės srities į mažiau įkaitusią perkeliama dėl molekulių susidūrimų ir iš dalies dėl difuzijos: greičiau molekulės prasiskverbia į mažiau šildomą sritį.

Dujose, ypač retose, molekulės yra pakankamai dideliais atstumais viena nuo kitos, todėl jų šilumos laidumas net mažesnis nei skysčių.

Tobulas izoliatorius yra vakuumas , nes jame trūksta dalelių vidinei energijai perduoti.

Priklausomai nuo vidinės būsenos, skirtingų medžiagų (kietos, skystos ir dujinės) šilumos laidumas skiriasi.

Šilumos laidumas priklauso nuo energijos perdavimo medžiagoje pobūdžio ir nėra susijęs su pačios medžiagos judėjimu organizme.

Yra žinoma, kad vandens šilumos laidumas yra mažas, o kaitinant viršutinį vandens sluoksnį, apatinis sluoksnis lieka šaltas. Oras praleidžia šilumą dar blogiau nei vanduo.

Konvekcija - tai šilumos perdavimo procesas, kurio metu energija perduodama skysčio arba dujų srovėmis.. Konvekcija lotyniškai reiškia"maišymas". Konvekcija kietose medžiagose nevyksta ir nevyksta vakuume.

Kovekcija, plačiai naudojama kasdieniame gyvenime ir technologijose, yra natūralus arba nemokamas .

Kai skysčiai ar dujos maišomi siurbliu ar maišytuvu, kad jie tolygiai susimaišytų, vadinama konvekcija priverstas.

Šilumos kriauklė yra įrenginys, kuris yra plokščias cilindrinis metalinis indas, kurio viena pusė yra juoda, o kita - blizgi. Jo viduje yra oro, kuris kaitinant gali išsiplėsti ir išeiti pro skylę.

Tuo atveju, kai akiai nematomais šilumos spinduliais šiluma perduodama iš įkaitusio kūno į šilumnešį, šilumos perdavimo tipas vadinamasspinduliuotė arba spinduliuotės šilumos perdavimas

Perimti vadinamas spinduliuotės energijos pavertimo vidine kūno energija procesas

Radiacija (arba spinduliavimo šilumos perdavimas) – tai energijos perdavimo iš vieno kūno į kitą procesas naudojant elektromagnetines bangas.

Kuo aukštesnė kūno temperatūra, tuo didesnis spinduliuotės intensyvumas. Energijos perdavimui spinduliuote nereikia terpės: šilumos spinduliai gali sklisti ir per vakuumą.

juodas paviršius-geriausias skleidėjas ir geriausias sugėriklis, po to grubus, baltas ir poliruotas paviršius.

Geri energijos sugėrikliai yra geri, o blogi – blogai.

4. Tvirtinimas:(10 min.) savęs patikrinimo, užduočių ir pratybų klausimai

užduotys: 1) Metalo ir stiklo, vandens ir oro šilumos laidumo palyginimas, 2) Konvekcijos stebėjimas gyvenamajame rajone.

6. Studentų žinių įvertinimas (1 min.)

Pagrindinė literatūra: Fizika ir astronomija 8 klasė

Daugiau skaitymo: N. D. Bystko „Fizika“ 1 ir 2 dalys

ŠILUMOS LAIDUMAS Supilkite į tokios pat talpos aliuminio ir stiklo keptuves karštas vanduo. Kuris iš puodų greitai įkais iki į jį pilamo vandens temperatūros? Aliuminis praleidžia šilumą greičiau nei stiklas, todėl aliuminio keptuvė greitai įkais iki į ją pilamo vandens temperatūros

KONVEKCIJA Pramoniniuose šaldytuvuose oras aušinamas vamzdžiais, kuriais teka atvėsęs skystis. Kur šie vamzdžiai turėtų būti: kambario viršuje ar apačioje? Norint vėsinti patalpą, vamzdžiai, kuriais teka aušinamas skystis, turi būti viršuje. Karštas oras, susilietus su šaltais vamzdžiais, bus atvėsęs ir, veikiamas Archimedo jėgos, nukris žemyn.

Šilumos perdavimo tipas Šilumos perdavimo ypatybės Paveikslas Šilumos laidumas Reikalingas tam tikras laikas Medžiaga nejuda Atominės-molekulinės energijos perdavimas Konvekcija Medžiaga perduodama čiurkšlėmis Stebimas skystyje ir dujose Natūralus, priverstinis Šiltas aukštyn, šaltas žemyn Spinduliavimas Visi įkaitinti kūnai spinduliuoja Tai yra atliekama visiškame vakuume Spinduliuojama, atspindima, sugeriama

Šilumos perdavimas yra spontaniškas negrįžtamas energijos perdavimo procesas iš labiau įkaitintų kūnų ar kūno dalių į mažiau įkaitusius. Šilumos perdavimas yra būdas pakeisti kūno ar kūnų sistemos vidinę energiją. Šilumos perdavimas lemia ir lydi procesus gamtoje, technikoje ir kasdieniame gyvenime. Yra trys šilumos perdavimo tipai: laidumas, konvekcija ir spinduliuotė.

 Teorija:Šilumos laidumas yra vidinės energijos perdavimo iš vienos kūno dalies į kitą arba iš vieno kūno į kitą reiškinys, esant tiesioginiam jų sąlyčiui.
Kuo tankesnės molekulės išsidėsčiusios viena su kita, tuo geresnis kūno šilumos laidumas.(Šiluminis laidumas priklauso nuo specifinė šiluma kūnas)
Apsvarstykite eksperimentą, gvazdikai pritvirtinami prie metalinio strypo vaško pagalba. Viename gale prie strypo buvo atnešta spiritinė lempa, laikui bėgant ant strypo pasklinda šiluma, tirpsta vaškas ir krenta gvazdikėliai. Taip yra dėl to, kad kaitinant molekulės pradeda judėti greičiau. Alkoholinės lempos liepsna įkaitina vieną strypo galą, iš šio galo esančios molekulės pradeda greičiau svyruoti, susiduria su kaimyninėmis molekulėmis ir perduoda joms dalį savo energijos, todėl vidinė energija perduodama iš vienos dalies į kitą.

Konvekcija – tai vidinės energijos perdavimas skysčio ar dujų sluoksniais. Konvekcija kietose medžiagose neįmanoma.
Spinduliavimas – tai vidinės energijos perdavimas spinduliais (elektromagnetinė spinduliuotė).

Pratimas:

Sprendimas:
Atsakymas: 2.
1) Turistas ramiu oru sustojęs uždegė ugnį. Būdamas tam tikru atstumu nuo ugnies, turistas jaučiasi šiltas. Kokiu būdu daugiausia vyksta šilumos perdavimo iš ugnies turistui procesas?
1) laidumu
2) konvekcijos būdu
3) spinduliuote
4) laidumo ir konvekcijos būdu
Sprendimas (ačiū Alena): per radiaciją. Kadangi energija šiuo atveju nebuvo perduota šilumos laidumu, nes tarp žmogaus ir ugnies buvo oras – prastas šilumos laidininkas. Konvekcija čia taip pat negali būti stebima, nes ugnis buvo šalia žmogaus, o ne po juo, todėl šiuo atveju energijos perdavimas vyksta spinduliuote.
Atsakymas: 3
Pratimas: Kurią iš medžiagų normaliomis sąlygomis turi geriausią šilumos laidumą?
1) vanduo 2) plienas 3) mediena 4) oras
Sprendimas: Oras turi prastą šilumos laidumą, nes atstumas tarp molekulių yra didelis. Plienas turi mažiausią šiluminę talpą.
Atsakymas: 2.
Oge užduotis fizikoje (fipi): 1) Mokytojas atliko tokį eksperimentą. Dvi vienodo dydžio strypai (kairėje vario, o dešinėje plieninio) su parafinu prie jų pritvirtintais gvazdikėliais nuo galo buvo kaitinami spiritine lempa (žr. pav.). Kaitinamas parafinas tirpsta, o gvazdikėliai nubyra.


Iš siūlomo sąrašo pasirinkite du teiginius, atitinkančius eksperimentinių stebėjimų rezultatus. Išvardykite jų numerius.
1) Metaliniai strypai kaitinami daugiausia dėl spinduliuotės.
2) Metalinių strypų kaitinimas daugiausia vyksta konvekcija.
3) Metaliniai strypai kaitinami daugiausia dėl šilumos laidumo.
4) Vario tankis yra mažesnis nei plieno tankis.
5) Vario šilumos laidumas yra didesnis nei plieno šilumos laidumas
Sprendimas: Metalinių strypų kaitinimas daugiausia vyksta šilumos laidumu, vidinė energija pereina iš vienos strypo dalies į kitą. Vario šilumos laidumas yra didesnis nei plieno, nes varis įšyla greičiau.
Atsakymas: 35

Oge užduotis fizikoje (fipi):Į šiltą patalpą nuo šalnų buvo atnešti du vienodi ledo luitai. Pirmasis strypas buvo apvyniotas vilnoniu skara, o antrasis liko atviras. Kuris iš strypų įkais greičiau? Paaiškinkite atsakymą.
Sprendimas: Antrasis strypas įkais greičiau, vilnonė skara neleis vidinei energijai perduoti iš patalpos į barą. Vilna blogai praleidžia šilumą, turi prastą šilumos laidumą, todėl ledo luitas įkais lėčiau.

Oge užduotis fizikoje (fipi): Kokios spalvos karštas virdulys – juodas ar baltas – su kitais vienodos sąlygos greičiau atvės ir kodėl?
1) balta, nes intensyviau sugeria šilumos spinduliuotę
2) balta, nes šiluminė spinduliuotė iš jos yra intensyvesnė
3) juoda, nes intensyviau sugeria šilumos spinduliuotę
4) juoda, nes šiluminė spinduliuotė iš jos yra intensyvesnė
Sprendimas: Juodi kūnai geriau sugeria šilumos spinduliuotę, pavyzdžiui, juodame bakelyje vanduo saulėje įkaista greičiau nei baltame. Atvirkštinis procesas taip pat teisingas, juodi kūnai greičiau atvėsta.
Atsakymas: 4

Oge užduotis fizikoje (fipi): AT kietosios medžiagosšilumos perdavimą galima atlikti
1) šilumos laidumas
2) konvekcija
3) konvekcija ir šilumos laidumas
4) spinduliuotė ir konvekcija
Sprendimas: Kietose medžiagose šilumos perdavimas gali būti atliekamas tik laidumo būdu. Kietoje medžiagoje molekulės yra netoli pusiausvyros padėties ir gali tik svyruoti aplink ją, todėl konvekcija neįmanoma.
Atsakymas: 1

Oge užduotis fizikoje (fipi): Iš kurio puodelio – metalinio ar keramikinio – lengviau gerti karštą arbatą nesudeginus lūpų? Paaiškink kodėl.
Sprendimas: Metalinio puodelio šilumos laidumas yra didesnis, o karštos arbatos šiluma greičiau pereis į lūpas ir labiau sudegs.

Tai lemia intensyvus chaotiškas molekulių ir atomų, iš kurių susideda ši medžiaga, judėjimas. Temperatūra yra molekulinio judėjimo intensyvumo matas. Kūno turimos šilumos kiekis tam tikroje temperatūroje priklauso nuo jo masės; Pavyzdžiui, esant tokiai pačiai temperatūrai, dideliame puodelyje vandens yra daugiau šilumos nei mažame, o kibire vandens saltas vanduo jo gali būti daugiau nei puodelyje karšto vandens (nors vandens temperatūra kibire žemesnė). Žaidžia šiluma svarbus vaidmuožmogaus gyvenime, įskaitant jo kūno funkcionavimą. Dalis maiste esančios cheminės energijos paverčiama šiluma, dėl kurios kūno temperatūra palaikoma netoli 37 laipsnių Celsijaus. Žmogaus organizmo šilumos balansas priklauso ir nuo aplinkos temperatūros, o žmonės priversti daug energijos skirti gyvenamųjų ir gamybinių patalpų šildymui žiemą ir vėsinimui vasarą. Didžioji dalis šios energijos tiekiama šiluminės mašinos, pavyzdžiui, katilinės ir garo turbinos elektrinėse, kurios naudoja iškastinį kurą (anglį, naftą) ir gamina elektros energiją.

Iki XVIII amžiaus pabaigos. šiluma buvo laikoma materialia medžiaga, manant, kad kūno temperatūrą lemia jame esančio „kaloringo skysčio“ arba „kaloringumo“ kiekis. Vėliau B. Rumfordas, J. Joule'as ir kiti to meto fizikai išradingais eksperimentais ir samprotavimais paneigė „kaloringumo“ teoriją, įrodydami, kad šiluma yra nesvari ir jos galima gauti bet kokiu kiekiu vien dėl mechaninis judėjimas. Šiluma pati savaime nėra medžiaga – tai tik jos atomų ar molekulių judėjimo energija. Būtent šio šilumos supratimo laikosi šiuolaikinė fizika.

Šilumos perdavimas- tai šilumos perdavimo kūno viduje arba iš vieno kūno į kitą procesas dėl temperatūrų skirtumo. Šilumos perdavimo intensyvumas priklauso nuo medžiagos savybių, temperatūrų skirtumo ir paklūsta eksperimentiškai nustatytiems gamtos dėsniams. Norint sukurti efektyvias šildymo ar vėsinimo sistemas, įvairius variklius, jėgaines, termoizoliacines sistemas, reikia išmanyti šilumos perdavimo principus. Kai kuriais atvejais šilumos mainai yra nepageidautini (lydymosi krosnių, erdvėlaivių ir kt. šiluminė izoliacija), o kitais atvejais ji turėtų būti kuo didesnė (garo katilai, šilumokaičiai, virtuvės reikmenys).

kur, kaip ir anksčiau, q- šilumos srautas (džauliais per sekundę, t. y. W), A- spinduliuojančio kūno paviršiaus plotas (m 2) ir T 1 ir T 2 – spinduliuojančio kūno ir šią spinduliuotę sugeriančios aplinkos temperatūra (kelvinais). Koeficientas s vadinama Stefano-Boltzmanno konstanta ir lygi (5,66961 x 0,00096) x10 -8 W / (m 2 DK 4).

Pateiktas šiluminės spinduliuotės dėsnis galioja tik idealiam radiatoriui – taip vadinamam absoliučiai juodam korpusui. Nė vienas tikras kūnas jis ne toks, nors plokščias juodas paviršius savo savybėmis priartėja prie absoliučiai juodo kūno. Šviesūs paviršiai spinduliuoja palyginti silpnai. Kad būtų atsižvelgta į daugelio „pilkų“ kūnų nukrypimą nuo idealumo, į dešinę Stefano-Boltzmanno dėsnį apibūdinančios išraiškos pusę įvedamas koeficientas, mažesnis už vieną, vadinamas spinduliuote. Plokščiam juodam paviršiui šis koeficientas gali siekti 0,98, o poliruoto metalo veidrodžio neviršija 0,05. Atitinkamai, juodo kūno spinduliuotės sugerties pajėgumas yra didelis, o veidrodinio kūno – mažas.

Gyvenamosios ir biurų patalpos dažnai šildomos mažais elektriniais šilumos skleidėjais; rausvas jų spiralių švytėjimas yra matoma šiluminė spinduliuotė, esanti arti infraraudonosios spektro dalies krašto. Patalpa šildoma šiluma, kurią daugiausia neša nematoma, infraraudonoji spinduliuotės dalis. Naktinio matymo įrenginiuose naudojamas šiluminės spinduliuotės šaltinis ir infraraudoniesiems spinduliams jautrus imtuvas, leidžiantis matyti tamsoje.

Galinga šiluminės energijos skleidėja yra Saulė; jis šildo Žemę net 150 mln. km atstumu. Intensyvumas saulės radiacija, kiekvienais metais fiksuojamas daugelyje pasaulio šalių esančių stočių, yra maždaug 1,37 W/m 2. Saulės energija yra gyvybės šaltinis Žemėje. Ieškoma būdų, kaip jį panaudoti efektyviausiai. Saulės baterijos sukurtos namams šildyti ir elektros energijos gamybai buitinėms reikmėms.