Doğada üç tür ısı transferi vardır: 1) iletim; 2) konveksiyon; 3) radyasyon.

Termal iletkenlik

Termal iletkenlik - temas ettiklerinde bir vücuttan diğerine veya vücudun daha sıcak bir bölümünden soğuk olana ısı transferi.

Farklı maddeler farklı termal iletkenliğe sahiptir. Tüm metaller yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Gazların ısıl iletkenliği düşüktür, vakumun ısıl iletkenliği yoktur (vakumda ısıl iletkenlik sağlayacak parçacıklar yoktur).

Isıyı zayıf ileten maddelere ısı yalıtkanları denir.

Yapay olarak oluşturulmuş ısı yalıtkanları, taş yünü, polistiren köpük, köpük kauçuk, sermettir (üretimde kullanılır). uzay gemileri).

Konveksiyon

Gaz veya sıvı jetlerinin hareket ettirilmesiyle ısının yayılmasına konveksiyon denir.

Konveksiyon sırasında, ısı maddenin kendisi tarafından aktarılır. Konveksiyon sadece sıvılarda ve gazlarda meydana gelir.

termal radyasyon

Sıcak bir vücuttan ısının kızılötesi ışınlar aracılığıyla yayılmasına termal radyasyon denir.

Termal radyasyon, vakumda gerçekleşebilen tek ısı transferi türüdür. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, ısı radyasyonu o kadar güçlü olur. Termal radyasyon, örneğin insanlar, hayvanlar, Dünya, Güneş, bir fırın, bir ateş tarafından üretilir. Kızılötesi radyasyon bir termograf (termal kamera) ile görüntülenebilir veya ölçülebilir.

	Kızılötesi termal kameralar, görünmez kızılötesi veya termal radyasyonu algılar ve temassız doğru sıcaklık ölçümleri gerçekleştirir.Kızılötesi termografi, termal radyasyonu tamamen görselleştirmenizi sağlar. Şekil, insan avucunun kızılötesi radyasyonunu göstermektedir.
	............................................................................. Binaların ve yapıların termografik araştırması sırasında, artan ısıl geçirgenliğe sahip yapısal yerleri tespit etmek, bağlantıların kalitesini kontrol etmek mümkündür. çeşitli tasarımlar, artan hava değişimi olan yerleri bulun.

www.yaklass.ru

Hangisinin (radyasyon; konveksiyon; ısı transferi) bir göstergesi ile 15-20 termal fenomen örnekleri

Isıtma ve soğutma, buharlaşma ve kaynama, erime ve katılaşma, yoğunlaşma, tümü termal olayların örnekleridir.

Dünyadaki ana ısı kaynağı Güneş'tir. Ancak buna ek olarak, insanlar birçok yapay ısı kaynağı kullanır: ateş, soba, su ısıtma, gaz ve elektrikli ısıtıcılar vb.

Isının ne olduğu sorusuna hemen cevap vermek mümkün olmadı. Tüm cisimlerin moleküllerden oluştuğu, moleküllerin hareket ettiği ve birbirleriyle etkileştiği ancak 18. yüzyılda anlaşıldı. Sonra bilim adamları, ısının moleküllerin hareket hızıyla ilgili olduğunu fark ettiler. Cisimler ısıtıldığında moleküllerin hızı artar, soğutulduğunda azalır.

Biliyorsunuz ki, sıcak çaya soğuk bir kaşık batırırsanız, bir süre sonra ısınır. Bu durumda çay, ısısının bir kısmını sadece kaşığa değil, çevredeki havaya da verecektir. Örnekten, ısının daha sıcak bir gövdeden daha soğuk bir gövdeye aktarılabileceği açıktır. Isı transferinin üç yolu vardır - iletim, konveksiyon, radyasyon.

Kaşığı sıcak çayda ısıtmak ısı iletimine bir örnektir. Tüm metaller iyi ısı iletkenliğine sahiptir.

Konveksiyon, ısıyı sıvılarda ve gazlarda iletir. Bir tencerede veya çaydanlıkta suyu ısıttığımızda, önce suyun alt katmanları ısınır, hafifler ve yukarı doğru akarlar, yol verirler. soğuk su. Isıtma açıkken odada konveksiyon meydana gelir. Bataryadan çıkan sıcak hava yükselir ve soğuk hava düşer. Ancak ne termal iletkenlik ne de konveksiyon, örneğin bizden uzaktaki Güneş'in Dünya'yı nasıl ısıttığını açıklayamaz. Bu durumda ısı, havasız boşluktan radyasyon (termal ışınlar) ile aktarılır.

Sıcaklığı ölçmek için bir termometre kullanılır. Genellikle oda veya tıbbi termometreler kullanırsınız.

Santigrat cinsinden sıcaklıktan bahsederken, 0 ° C'nin suyun donma noktasına karşılık geldiği ve 100 ° C'nin kaynama noktası olduğu bir sıcaklık ölçeği anlamına gelir.

Bazı ülkeler (ABD, İngiltere) Fahrenheit ölçeğini kullanır. İçinde 212°F, 100°C'ye karşılık gelir. Sıcaklığı bir ölçekten diğerine aktarmak çok basit değil, ancak gerekirse her biriniz kendiniz yapabilirsiniz. Santigrat sıcaklığını Fahrenhayt sıcaklığa dönüştürmek için, Santigrat sıcaklığını 9 ile çarpın, 5'e bölün ve 32 ekleyin. Tersine dönüştürmeyi yapmak için Fahrenhayt sıcaklığından 32'yi çıkarın, kalanı 5 ile çarpın ve 9'a bölün.

Fizik ve astrofizikte genellikle başka bir ölçek kullanılır - Kelvin ölçeği. İçinde 0 en çok alınır düşük sıcaklık doğada (mutlak sıfır). -273°C'ye karşılık gelir. Bu ölçekte ölçü birimi Kelvin'dir (K). Celsius sıcaklığını Kelvin sıcaklığına çevirmek için 273 santigrat dereceye eklenmelidir.Örneğin, Celsius 100 ° ve Kelvin 373 K'dir. Geri dönüştürmek için 273 çıkarın. Örneğin 0 K -273 ° C'dir.

Güneş'in yüzeyindeki sıcaklığın 6000 K ve içeride - 15.000.000 K olduğunu bilmek faydalıdır. uzay yıldızlardan uzakta mutlak sıfıra yakındır.

Termal olayların ne kadar önemli olduğuna ikna olmanıza gerek olmadığını düşünüyoruz. Onlar hakkında bilgi, insanların evler için ısıtıcılar, ısı motorları (içten yanmalı motorlar, buhar türbinleri, Jet Motorları vb), hava durumunu tahmin edin, metali eritin, ev inşa etmekten uzay gemilerine kadar her şeyde kullanılan ısı yalıtımlı ve ısıya dayanıklı malzemeler oluşturun.

fizikahelp.ru

8. sınıf "Termal iletim, konveksiyon, radyasyon" için ders özeti

8. Sınıf "Termal İletim, Konveksiyon, Radyasyon" ders Özetini buradan indirebilirsiniz: Fizik. Bu belge, ders için iyi ve kaliteli materyal hazırlamanıza yardımcı olacaktır.

Konu: Fizik ve astronomi

Sınıf: 8 rus

Ders türü: Birleşik

Dersin amacı:

Teknik eğitim yardımcıları: ____________________________________

_______________________________________________________________________

ders yapısı

1. Dersin organizasyonu (2 dk.)

Öğrencileri selamlamak

2. Ödev anketi (15 dk) Konu: İç enerji. değiştirmenin yolları içsel enerji.

3. Yeni malzemenin açıklaması. (15 dakika)

Bu tür ısı transferinin kendine has özellikleri vardır, ancak her birindeki ısı transferi her zaman bir yöne gider: daha sıcak bir vücuttan daha az ısıtılmış olana. Aynı zamanda, daha sıcak bir cismin iç enerjisi azalır ve daha soğuk olanınki artar.

Doğrudan temas veya ara cisimler yoluyla vücudun daha fazla ısıtılmış bir bölgesinden daha az ısıtılmış bir bölgeye veya daha fazla ısıtılmış bir vücuttan daha az ısıtılmış bir bölgeye enerji aktarımı olgusuna ısı iletimi denir.

Katı bir cisimde parçacıklar sürekli olarak salınım hareketi içindedir, ancak denge durumlarını değiştirmezler. Isıtıldığında vücut sıcaklığı arttıkça moleküller daha yoğun salınım yapmaya başlar. kinetik enerji. Bu artan enerjinin bir kısmı yavaş yavaş bir parçacıktan diğerine aktarılır, yani. vücudun bir bölümünden vücudun komşu bölümlerine vb. Ancak tüm katılar enerjiyi aynı şekilde aktarmaz. Bunlar arasında, ısı iletim mekanizmasının oldukça yavaş gerçekleştiği sözde yalıtkanlar vardır. Bunlara asbest, karton, kağıt, keçe, ranit, ahşap, cam ve bir dizi başka katı madde dahildir. Medb ve gümüş, yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Isıyı iyi iletirler.

Sıvıların ısıl iletkenliği düşüktür. Bir sıvı ısıtıldığında, moleküllerin çarpışması ve kısmen difüzyon nedeniyle iç enerji daha sıcak bir bölgeden daha az ısıtılmış bir bölgeye aktarılır: daha hızlı moleküller daha az ısıtılmış bir bölgeye nüfuz eder.

Gazlarda, özellikle nadir bulunanlarda, moleküller birbirinden yeterince büyük mesafelerdedir, bu nedenle termal iletkenlikleri sıvılardan bile daha düşüktür.

Vakum mükemmel bir yalıtkandır çünkü içinde iç enerjiyi aktaracak parçacıklar yoktur.

Bağlı olarak iç durum farklı maddelerin (katı, sıvı ve gaz) ısıl iletkenliği farklıdır.

Suyun ısıl iletkenliğinin düşük olduğu ve suyun üst tabakası ısıtıldığında alt tabakanın soğuk kaldığı bilinmektedir. Hava, ısıyı sudan bile daha kötü iletir.

Konveksiyon, enerjinin sıvı veya gaz jetleri ile taşındığı bir ısı transfer sürecidir.Konveksiyon, "karıştırma" için Latincedir. Katılarda konveksiyon yoktur ve vakumda gerçekleşmez.

Günlük yaşamda ve teknolojide yaygın olarak kullanılan covection, doğal veya serbesttir.

Soğutucu, bir tarafı siyah ve diğer tarafı parlak olan düz silindirik metal bir kap olan bir cihazdır. İçinde, ısıtıldığında genişleyebilen ve delikten dışarı çıkabilen hava vardır.

Emilim, radyasyon enerjisinin vücudun iç enerjisine dönüştürülmesi işlemidir.

Siyah yüzey en iyi yayıcı ve en iyi emicidir, ardından pürüzlü, beyaz ve cilalı yüzeyler gelir.

4. Konsolidasyon: (10 dk) kendi kendine muayene, ödevler ve alıştırmalar için sorular

görevler: 1) Metal ve cam, su ve havanın termal iletkenliğinin karşılaştırılması, 2) Bir yerleşim bölgesinde konveksiyonun gözlemlenmesi.

6. Öğrencilerin bilgilerinin değerlendirilmesi (1 dk)

Ana literatür: Fizik ve astronomi 8. Sınıf

Daha fazla okuma: N. D. Bystko "Fizik" bölüm 1 ve 2

docbase.org

Termal iletkenlik. Konveksiyon. Radyasyon, 8. Sınıf

Termal İletkenliği buradan indirebilirsiniz. Konveksiyon. Radyasyon, konu için 8. sınıf: Fizik. Bu belge, ders için iyi ve kaliteli materyal hazırlamanıza yardımcı olacaktır.

8. sınıf fizik dersinin özeti

Koshikova Victoria Alexandrovna,

Fizik öğretmeni

Belgorod şehrinin, Belgorod bölgesinin 47 numaralı MBOU ortaokulu

Ders konusu: “Termal iletim. Konveksiyon. Radyasyon".

Termal iletkenlik. Konveksiyon. Radyasyon

Dersin amacı: yeni bilgi ve faaliyet yöntemlerinin algılanması, anlaşılması ve birincil ezberlenmesi için etkinlikler düzenlemek.

Dersler sırasında

1. Organizasyon aşaması

2. Ödevi kontrol etmek

Test (2 seçenek)

1. Sıcaklık fiziksel miktar karakterize eden...

a) ... cisimlerin iş yapabilme yeteneği.

b) ...vücudun farklı durumları.

c) ... vücudun ısınma derecesi.

2. Şekilde gösterilen termometre tarafından hangi hava sıcaklığı kaydedildi? Sıcaklık ölçümündeki hata nedir?

a) 30,5 °C; 0,5 °C. b) 32 °C; 0,5 °C.

c) 32 °С; 1 °C d) 30 °С; 1 °C

3. Bir bardak içerir ılık su(No. 1), diğerinde - sıcak (No. 2), üçüncü - soğukta (No. 3). Hangisinde su sıcaklığı en yüksek, hangisinde su molekülleri en düşük hızda hareket eder?

a) 2 numara; 3. b) No. 3; 2. c) 1 numara; 3 numara. d) 2 numara; #1

4. Aşağıdaki olaylardan hangileri termaldir?

a) Kaşıkla yere düşmek. b) Çorbayı ocakta yeniden ısıtmak.

c) Güneşte eriyen kar. d) havuzda yüzmek.

5. Termal harekette hangi vücut molekülleri yer alır? Hangi sıcaklıkta?

a) vücudun yüzeyinde bulunur; oda sıcaklığında.

b) Tüm moleküller; herhangi bir sıcaklıkta

c) Gövde içinde yer alan; herhangi bir sıcaklıkta.

d) Tüm moleküller; de Yüksek sıcaklık.

6. Odada aynı kaplarda pistonun altında eşit kütlelerde karbondioksit bulunur. gaz hangi kapta bulunur en fazla enerjişekilde gösterilen pistonların konumlarında?

7. Aşağıdaki durumlardan hangisinde vücudun iç enerjisi değişir?

a) Uçurumdan düşen bir taş daha hızlı ve daha hızlı düşer.

b) Halter yerden kaldırılır ve rafa yerleştirilir.

c) Elektrikli ütü prize takılı ve ütülemeye başlandı.

d) Torbadan bir tuzluk içine tuz döküldü.

8. Bu durumlarda ısı transferi sonucunda hangi cismin iç enerjisindeki değişim meydana gelir?

a) Matkapla delik açarken matkabı ısıtmak.

b) Gazın genleşmesi sırasında sıcaklığındaki azalma.

c) Bir paket tereyağını buzdolabında soğutmak,

d) Hareket eden bir trenin tekerleklerini ısıtmak.

İlgili sınav:

1. Sıcaklık birimi...

a) ... joule. b) ... paskal. c) ... watt. d) ... santigrat derece.

2. Vücut ısısı şunlara bağlıdır...

Ve onun iç yapı. b) ... maddesinin yoğunluğu.

c) ... moleküllerinin hareket hızı. d) ... içindeki moleküllerin sayısı.

3. Soğuyan sıcak çayın molekülleri ile aynı çayın molekülleri arasındaki fark nedir?

bir beden. b) Hareket hızı.

c) İçlerindeki atom sayısı. d) renk.

4. Hangi harekete termal denir?

a) Isındığı bir cismin hareketi.

b) Vücudu oluşturan parçacıkların sürekli kaotik hareketi.

c) Vücuttaki moleküllerin yüksek sıcaklıkta hareketi.

5. İç enerji, vücut parçacıklarının enerjisidir. Bu oluşmaktadır...

a) ... tüm moleküllerin kinetik enerjisi.

b) ... moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisi.

c) ... tüm moleküllerin kinetik ve potansiyel enerjileri.

6. Meteorologlar tarafından fırlatılan bir balonun enerjisi nedir?

a) Kinetik. b) Potansiyel.

c) Dahili. d) Bütün bu enerji türleri.

7. Vücudun iç enerjisi hangi yollarla değiştirilebilir?

a) Harekete geçirin. b) Vücut üzerinde veya üzerinde çalışma yapmak.

c) Belli bir yüksekliğe çıkarmak. d) ısı transferi ile.

8. Hangi örnekte mekanik iş sonucunda bir cismin iç enerjisi değişir?

a) Bir bardağa bir çay kaşığı konur. sıcak su.

b) Kamyon sert fren yapınca frenlerden yanık kokusu geldi.

c) Çaydanlıkta su kaynıyor.

d) Bir kişi donmuş ellerini sıcak bir radyatöre bastırarak ısıtır.

"Termal hareket. Sıcaklık. İçsel enerji"

"Termal hareket. Sıcaklık. İçsel enerji"

3. Öğrencilerin öznel deneyimlerinin gerçekleştirilmesi

İçsel enerji

İç enerjiyi artırmanın yolları

Isı transferi

Isı transferi türleri

4. Yeni bilgiler ve bir şeyler yapmanın yollarını öğrenmek

1. Termal iletkenlik - doğrudan temas halinde iç enerjinin vücudun bir bölümünden diğerine veya bir vücuttan diğerine aktarılması olgusu.

7.8 (ders kitabı Peryshkin)

Sıvılarda ve gazlarda ısı iletkenliği düşüktür, çünkü. Moleküller arasındaki mesafe katılarda olduğundan daha fazladır.

Zayıf termal iletkenlik: yün, saç, kağıt, kuş tüyü, mantar, vakum.

2. Konveksiyon, enerjinin gaz veya sıvı jetleri ile aktarılmasıdır.

Gazlarda ve sıvılarda konveksiyonun oluşabilmesi için alttan ısıtılmaları gerekir.

3. Radyasyon - enerjinin çeşitli ışınlarla transferi, yani. elektromanyetik dalgalar şeklinde.

5. Çalışılanın anlaşılmasının birincil kontrolü

6. Çalışılanların konsolidasyonu

Lukashik No. 945-955 görev koleksiyonuna göre çalışın

7. Sonuçlar, ödev

s.4-6, egzersiz 1-3

8. Yansıma

kullanılmış literatür listesi

1. Peryshkin A.V. Fizik. 8. sınıf. - M.: Toy kuşu, 2009.

2. Gromov S.V., Rodina N.A. Fizik. 9. Sınıf - M.: Eğitim, 2002.

3. Chebotareva V.A. Fizik testleri. 8. Sınıf - Sınav Yayınevi, 2009.

4. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Fizik 7-9. sınıftaki problemlerin toplanması - M.: Eğitim, 2008.

docbase.org

8. sınıf "Termal iletim, konveksiyon, radyasyon" konulu ders

Konu: Isı iletkenliği, konveksiyon, radyasyon.

Ders türü: Birleşik

Dersin amacı:

Eğitim: ısı transferi kavramını, ısı transferi türleri ile tanıtın, herhangi bir tür ısı transferinde ısı transferinin her zaman tek yönlü olduğunu açıklayın; iç yapıya bağlı olarak çeşitli maddelerin (katı, sıvı ve gaz) ısıl iletkenliğinin farklı olduğu, siyah yüzeyin en iyi yayıcı ve en iyi enerji emici olduğu.

Geliştirme: konuya bilişsel ilgi geliştirmek.

Eğitsel: sorumluluk duygusu geliştirmek, düşüncelerini yetkin ve net bir şekilde ifade etme yeteneği, kendini tutabilme ve bir takımda çalışabilme

Disiplinlerarası iletişim: kimya, matematik

Görsel yardımcılar: 21-30 çizimler, termal iletkenlik tablosu

ders yapısı

1. Dersin organizasyonu (2 dk.)

Öğrencileri selamlamak

Öğrencilerin devamını ve sınıfın derse hazır olup olmadığını kontrol etmek.

2. Ödev anketi (10 dk) Konu: İç enerji. İç enerjiyi değiştirmenin yolları.

3. Fiziksel dikte (karşılıklı kontrol) (5 dk)

4. Yeni malzemenin açıklaması. (15 dakika)

Daha fazla kinetik enerjiye sahip daha fazla ısıtılmış bir cismin parçacıklarının, daha az ısıtılmış bir cisme temas ettiğinde, daha az ısıtılmış bir cismin parçacıklarına doğrudan enerji aktardığı iç enerjiyi değiştirme yöntemine ısı transferi denir.Isının üç yöntemi vardır. transfer: ısı iletimi, konveksiyon ve radyasyon.

Bu tür ısı transferinin kendine has özellikleri vardır, ancak her birindeki ısı transferi her zaman bir yöne gider: daha sıcak bir vücuttan daha az ısıtılmış olana. Aynı zamanda, daha sıcak bir cismin iç enerjisi azalır ve daha soğuk olanınki artar.

Doğrudan temas veya ara cisimler yoluyla vücudun daha fazla ısıtılmış bir bölgesinden daha az ısıtılmış bir bölgeye veya daha fazla ısıtılmış bir vücuttan daha az ısıtılmış bir bölgeye enerji aktarımı olgusuna ısı iletimi denir.

Katı bir cisimde parçacıklar sürekli olarak salınım hareketi içindedir, ancak denge durumlarını değiştirmezler. Vücut ısıtıldığında sıcaklığı yükseldikçe, moleküller kinetik enerjileri arttıkça daha yoğun salınım yapmaya başlar. Bu artan enerjinin bir kısmı yavaş yavaş bir parçacıktan diğerine aktarılır, yani. vücudun bir bölümünden vücudun komşu bölümlerine vb. Ancak tüm katılar enerjiyi aynı şekilde aktarmaz. Bunlar arasında, ısı iletim mekanizmasının oldukça yavaş gerçekleştiği sözde yalıtkanlar vardır. Bunlara asbest, karton, kağıt, keçe, granit, ahşap, cam ve bir dizi başka katı madde dahildir. Bakır ve gümüş, yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Isıyı iyi iletirler.

Sıvıların ısıl iletkenliği düşüktür. Bir sıvı ısıtıldığında, moleküllerin çarpışması ve kısmen difüzyon nedeniyle iç enerji daha sıcak bir bölgeden daha az ısıtılmış bir bölgeye aktarılır: daha hızlı moleküller daha az ısıtılmış bir bölgeye nüfuz eder.

Gazlarda, özellikle nadir bulunanlarda, moleküller birbirinden yeterince büyük mesafelerdedir, bu nedenle termal iletkenlikleri sıvılardan bile daha azdır.

Vakum mükemmel bir yalıtkandır çünkü iç enerjiyi aktaracak parçacıklar yoktur.

İç duruma bağlı olarak, farklı maddelerin (katı, sıvı ve gaz) termal iletkenliği farklıdır.

Isı iletkenliği, maddedeki enerji transferinin doğasına bağlıdır ve maddenin kendisinin vücuttaki hareketi ile ilgili değildir.

Suyun ısıl iletkenliğinin düşük olduğu ve suyun üst tabakası ısıtıldığında alt tabakanın soğuk kaldığı bilinmektedir. Hava, ısıyı sudan bile daha kötü iletir.

Konveksiyon, enerjinin sıvı veya gaz jetleri ile taşındığı bir ısı transfer işlemidir. Latince konveksiyon "karıştırma" anlamına gelir. Katılarda konveksiyon yoktur ve vakumda gerçekleşmez.

Günlük yaşamda ve teknolojide yaygın olarak kullanılan konveksiyon, doğal veya serbesttir.

Sıvılar veya gazlar, bunları eşit şekilde karıştırmak için bir pompa veya karıştırıcı ile karıştırıldığında, konveksiyona zorlanmış konveksiyon denir.

Soğutucu, bir tarafı siyah ve diğer tarafı parlak olan düz silindirik metal bir kap olan bir cihazdır. İçinde, ısıtıldığında genişleyebilen ve delikten dışarı çıkabilen hava vardır.

Isıtılmış bir cisimden ısı alıcısına gözle görülmeyen ısı ışınları kullanılarak ısı aktarıldığında, ısı transferinin türüne radyasyon veya radyan ısı transferi denir.

Emilim, radyasyon enerjisinin vücudun iç enerjisine dönüştürülmesi işlemidir.

Radyasyon (veya radyan ısı transferi), elektromanyetik dalgalar kullanarak enerjiyi bir vücuttan diğerine aktarma işlemidir.

Vücut ısısı ne kadar yüksek olursa, radyasyon yoğunluğu o kadar yüksek olur. Radyasyonla enerji aktarımı bir ortama ihtiyaç duymaz: ısı ışınları boşlukta da yayılabilir.

Siyah yüzey en iyi yayıcı ve en iyi emicidir, ardından pürüzlü, beyaz ve cilalı yüzeyler gelir.

İyi enerji emiciler iyi yayıcılardır ve kötü emiciler kötü enerji yayıcılardır.

5. Konsolidasyon: (10 dk) kendi kendine muayene, ödevler ve alıştırmalar için sorular

7. Öğrencilerin bilgilerinin değerlendirilmesi (1 dak). Refleks.

infourok.ru

Radyasyonla Isıl İletim - Kimyagerin El Kitabı 21

Isı, uzayın bir bölümünden diğerine iletim, radyasyon ve konveksiyon yoluyla aktarılabilir. Uygulamada, bu tür ısı transferi çok nadiren ayrı ayrı gözlenir (örneğin, konveksiyona ısı iletimi ve radyasyon eşlik eder). Bununla birlikte, bir tür ısı transferi genellikle diğerlerine o kadar baskındır ki etkileri ihmal edilebilir. Örneğin, cihazın duvarlarından ısı geçişinin sadece ısı iletimi ile gerçekleştiğini varsayabiliriz. Isıl iletkenlik, katıların ısıtılması ve soğutulması süreçlerinde de baskındır. Isı transferi kondüksiyon, konveksiyon veya radyasyon yoluyla olabilir. Termal iletim, katı bir gövdeden, örneğin bir şişenin duvarından ısı transferi işlemidir. Madde parçacıklarının sabit bir konuma sahip olmadığı, yani sıvılarda ve gazlarda konveksiyon mümkündür. Bu durumda ısı, hareketli parçacıklar aracılığıyla aktarılır. Radyasyon, dalga boyu 0.8-300 mikron aralığında olan termal ışınlarla ısı transferidir. Çoğu zaman, ısı transferi, elbette eşit ölçüde olmasa da, üç yöntemin tümü tarafından aynı anda gerçekleştirilir.

Sıvı-buhar ara yüzeyinde buharın ortaya çıkması, termal iletkenlik ve radyasyon yoluyla buhar tabakası boyunca ısıtma yüzeyinden gelen ısı nedeniyle oluşur.

Yanıcı buharların hava oksijeni ile etkileşimi, içine yanıcı buharların ve havanın sürekli olarak akması gereken yanma bölgesinde meydana gelir. Bu, sıvının buharlaşma için gerekli olan belirli bir miktarda ısı alması durumunda mümkündür. Yanma sürecindeki ısı, yalnızca sürekli olarak salındığı yanma bölgesinden (alev) gelir. Yanma bölgesinden sıvının yüzeyine ısı radyasyon yoluyla aktarılır. Yüzeyden/sıvıdan yanma bölgesine buharların hareket hızı, yanma bölgesinden sıvıya olan ısı transferinden daha büyük olduğundan, termal iletim yoluyla ısı transferi imkansızdır. Bir buhar akışı olduğu için konveksiyonla ısı transferi de imkansızdır.

Vücut içindeki ısı dağılımı iki şekilde mümkündür: ısı iletimi ve taşınım. İlk yöntemde, moleküllerin çarpışması nedeniyle ısı yayılır ve ortalama olarak daha büyük bir kinetik enerjiye sahip olan vücudun daha ısıtılmış bölümünün molekülleri, bunun bir kısmını komşu moleküllere aktarır. Bu nedenle, örneğin katı bir gövdede, parçalarının bariz hareketi olmadığında bile ısı bir vücutta yayılabilir. Sıvılarda ve gazlarda, ısı iletimi ile birlikte, ısı genellikle konveksiyonla, yani ısının, hareket ederken daha az ısıtılmış kütlelerin yerini alan daha fazla ısıtılmış sıvı kütleleri tarafından doğrudan aktarılmasıyla yayılır. Gazlarda, ısının gazın bir kısmından diğerine radyasyon yoluyla yayılması da mümkündür.

Yanma bölgesinden yağ atık yüzeyine ısı esas olarak radyasyon yoluyla aktarılır. Sıvı yüzeyinden yanma bölgesine buhar hareketinin hızı, yanma bölgesinden sıvıya ısı transfer hızından daha büyük olduğundan, buharlaşan tabakaya doğru termal iletkenlik yoktur.

Katı bir cismin yüzeyinden bir sıvıya (gaz) konveksiyon yoluyla ısı transferi veya bunun tersi, bir gaz veya sıvının parçacıkları belirli bir yüzeye göre konumlarını değiştirdiğinde ve aynı zamanda ısı taşıyıcı olarak hareket ettiğinde meydana gelir. Bu tür parçacıkların hareketi, ya tüm sıvı kütlesinin (gaz) dış etkinin (zorlanmış konveksiyon) etkisi altında hareketinden kaynaklanır ya da maddenin yoğunluğundaki farkın bir sonucudur. çeşitli noktalar maddenin kütlesindeki sıcaklıkların eşit olmayan dağılımının neden olduğu boşluk (doğal veya serbest konveksiyon). Konveksiyona her zaman iletim ve radyasyon yoluyla ısı transferi eşlik eder.

Enerji aynı anda bir ortamda radyasyon ve ısı iletimi yoluyla aktarılırsa, belirli bir noktada bu aktarımın yoğunluğunu karakterize eden değer Chx = Chl Ch vektörü olacaktır, burada

Uygulanan bir takım problemler göz önüne alındığında, ısı transferinin sadece radyasyon yoluyla gerçekleştirildiği vakum tabakaları veya boşlukları içeren periyodik ortamlarda ısı transferi sürecini incelemek ilginçtir. Diğer durumlarda, bu boşluklar ihmal edilebilir termal iletkenlik ve absorpsiyon katsayılarına sahip gazla doldurulur. Bu durumda gazın varlığı genellikle ihmal edilebilir ve bu boşluklar vakum boşlukları olarak kabul edilebilir. Ara katmanlar ve nolo- içeren yapılar ve malzemeler

Gazla doldurulmuş tozlar ve lifler gibi düşük kütle yoğunluğuna sahip gevşek malzemeler atmosferik basınç, sıvı nitrojen kaynama noktasının altına düşmeyen hava sıvılaştırıcıları, sıvı oksijen ve nitrojen tankları, gaz ayırma kuleleri ve diğer ekipmanları yalıtmak için kullanılır. Bu tür yalıtım malzemelerinde gaz boşluğunun hacminin katı malzemenin hacmine oranı 10 ila 100 arasında olabilir. 5.53, bazı yaygın gevşek malzemelerin termal iletkenlik katsayılarını gösterir. Bu malzemelerin en iyi örneklerinin ısıl iletkenliği havanınkine yaklaşır, bu da ısının çoğunu parçacıklar arasındaki boşluğu kaplayan havanın taşıdığını gösterir. Bu, katı malzemesi radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı transferini önleyen gaz dolgulu yalıtım ilkesini açıklar. İdeal durumda, katı malzemenin termal iletkenliğinden kaynaklanan ısı transferi ihmal edilebilir ve ısı sadece gaz tarafından aktarılır. Gerçek yalıtımda, bir miktar ısı doğrudan toz partiküllerinden veya liflerinden geçer ve ortaya çıkan termal iletkenlik genellikle gazın termal iletkenliğinden biraz daha fazladır. Parçacıklar arasındaki mesafeler çok küçük olan ve gaz moleküllerinin ortalama serbest yolu bu mesafelerden daha büyük olan çok ince tozlar bir istisnadır; bu durumda, basınçtaki bir düşüşle olduğu gibi gazın termal iletkenliği azalır. Bu nedenle, toz yalıtımının ısıl iletkenliği, toz atmosfer basıncında gazla doldurulsa bile, partiküller arasındaki boşluğu dolduran gazın ısıl iletkenliğinden daha az olabilir.

İyi bir vakumda, artık gazın ısı transferi ihmal edilebilir. Bu nedenle, gemileri tasarlarken, destekleyici elemanlar yoluyla ısı akışını ve radyasyon yoluyla ısı transferini azaltmaya çalışırlar. Yalıtım destekleri yoluyla ısı kazancı belirlenir Tasarım özellikleri ve desteklerin mekanik mukavemeti, bu soruna genel bir çözüm mümkün değildir. Kabın boyutu sınırlı değilse, desteklerin uzunluğunun arttırılması ve düşük termal iletkenliğe sahip bir malzeme kullanılmasıyla destekler aracılığıyla çok küçük bir ısı beslemesi sağlamak mümkündür. Kapalı alanlarda bile, deneyimli bir tasarımcı genellikle desteklerin ısıl direncini artırmanın bir yolunu bulur. Bunun aksine, ışınımsal ısı transferi, vakum boşluğunun küçük bir kalınlığında yalıtkan boşluğun kalınlığına zayıf bir şekilde bağlıdır, yalıtım özellikleri yaklaşıklık nedeniyle biraz daha iyileşir.

Herhangi bir duvardan daha ısıtılmış bir soğutucudan diğerine, daha soğuk bir soğutucuya ısı transferi, nispeten karmaşık bir olgudur. Örneğin, baca gazlarıyla ısıtılan bir buharlaştırıcının boru demetini alırsak, ana olarak kabul edilen üç temel ısı transferi yöntemi vardır. Baca gazlarından gelen ısı iletim, konveksiyon ve radyasyon yoluyla ışın tüplerine aktarılır. Isı, boruların duvarlarından sadece iletim yoluyla ve borunun iç yüzeyinden ısıya aktarılır.

Termal iletkenlik, bir maddeyi oluşturan atomların ve moleküllerin hareketi ve çarpışması yoluyla ısı transferi ile ilişkilidir. Malzemenin benzer bir mekanizma ile aktarıldığı difüzyon sürecine benzer. Konveksiyon, büyük molekül kümelerinin hareketi yoluyla ısının aktarılmasıdır, yani özünde karıştırma işlemine benzer. Açıktır ki, konveksiyonla ısı transferi sadece sıvılarda ve gazlarda meydana gelebilirken, termal iletim katılarda ana ısı transferi türüdür. Sıvılarda ve gazlarda konveksiyonla birlikte ısı iletimi de gözlenir, ancak ilki çok daha hızlı bir işlemdir ve genellikle ikinci işlemi tamamen maskeler. Hem ısı iletimi hem de konveksiyon bir madde ortamı gerektirir ve tam bir vakumda gerçekleşemez. Bu, bu iki süreç ile en iyi vakumda gerçekleşen radyasyon süreci arasındaki temel farkı vurgular. Hassas Süreç Enerjiyi boş uzaydan radyasyonla aktaran henüz kurulmamıştır, ancak amacımız için bunun tamamen varsayımsal bir ortamda (eter) dalga hareketi yoluyla gerçekleştiğini düşünmek uygun olacaktır. Maddenin iç enerjisinin esirin dalga hareketine aktarıldığına, bu hareketin her yöne yayıldığına ve dalga madde ile çarpıştığında enerjinin aktarılabileceğine, yansıtılabileceğine veya emilebileceğine inanılmaktadır. Emildiğinde vücudun iç enerjisini üç şekilde artırabilir: 1) kimyasal reaksiyona neden olarak,

Baca gazlarının sıcaklığının kaçınılmaz olarak yüksek olduğu cam eritme, tuğla yakma, alüminyum eritme vb. gibi yüksek sıcaklıktaki işlemlerde, yanmanın toplam ısı dengesinde faydalı olarak kullanılan yakıt ısısının miktarı küçük bir kısımdır (içinde). önceki örnek - fırın duvarlarından gelen radyasyondan kaynaklanan kayıpları hesaba katmadan %36). Bu nedenle, bu durum Yakıt tasarrufu, yakıtın yanmasına sağlanan havayı ısıtmak için reküperatörler veya ilave buhar üretmek için atık ısı kazanları gibi ısı geri kazanım cihazlarının kullanılması ve ayrıca radyasyon, termal iletkenlik ile kayıpları azaltmak için iyileştirilmiş ısı yalıtımı yoluyla sağlanabilir. ve konveksiyon ile dış yüzey fırın duvarları çevredeki alana.

Çekirdekteki, ara ortamdaki ve aralarındaki sınırlardaki ısı transferi, malzemenin katı çekirdeğinin elemanının termal iletkenliği, doğrudan temas noktalarında bir katı parçacıktan komşu olana ısı transferi yoluyla gerçekleştirilir, partiküller arasındaki boşlukları dolduran ortamdaki moleküler ısı iletimi, katı partiküllerin sınırlarında ısı transferi ile dış ortam bir ara ortam aracılığıyla partikülden partiküle radyasyon, partiküller arasında bulunan gaz ve nemin konveksiyonu.

Vakumla yoğunlaştırılmış katmanlar, oluşum koşullarına, özellikle alt tabaka sıcaklığına, yoğuşma yoğunluğuna, yoğunlaşan gazın sıcaklığına ve yoğuşma yüzeyine radyasyon ve termal iletkenlik yoluyla sağlanan ısı akışının gücüne son derece duyarlıdır. kalan gazdan.

Yukarıdakilerle bağlantılı olarak, denklem (5.52)'deki kondensin termal iletkenliğinin monolitik bir gövdenin değil, oldukça dağınık bir malzemenin termal bir özelliği olduğu açıktır. Bu malzeme - kondensat bir iskelet - çok sayıda katı parçacığın bir koleksiyonu olan bir iskelet - artık gazla doldurulmuş boşluklarla ayrılmış kristallerden oluşur. Böyle karmaşık bir malzemede, ısı transferi artık katı bir cismin ısıl iletkenliği ile sınırlı değildir, ancak ısıl iletkenlik nedeniyle ısı transfer malzemesinin katı iskeletinin bir elemanı olan tek tek parçacıklar boyunca ısı transferi vasıtasıyla gerçekleştirilir. doğrudan temas ettikleri yerlerde bir katı parçacıktan komşuya; radyasyon parçacıkları arasındaki gözeneklerde ve boşluklarda kalıntı gazın parçacıktan parçacığa termal iletkenliği.

Genel Hükümler. Teknolojide, genellikle sıcaklık düştüğünde bu tür ısı transferi vakalarıyla uğraşmak zorundayız. çevre bu yüzeyin ısı alışverişi yaptığı, duvar yüzeyinin sıcaklığını değil. Katıların termal iletkenliği ve termal radyasyonu sorunlarıyla karşılaştırıldığında, çevreleyen sıvı veya gazlı ortamdan duvar yüzeyine konveksiyon yoluyla ısı transferi sorunu çok daha karmaşıktır ve bu nedenle, büyük ölçüde hala uzaktır. bugüne kadar çözülüyor. Bir katıdan sıvıya veya gaza ısı transferi söz konusu olduğunda, ısıl iletimden kaynaklanan ısı transferi, konveksiyondan kaynaklanan ısı transferine kıyasla büyüklüğünde arka plana çekilir. İkincisi, yukarıda belirtildiği gibi, duvara bitişik hareketli sıvı veya gaz tabakasında, bu duvarda var olan akıştan dolayı oluşur.

Bir vücuttan diğerine ısı transferi, iletim, konveksiyon ve termal radyasyon yoluyla gerçekleşebilir.

Birçok katı ve sıvı polimer, neredeyse tamamen geçirimsizdir. kızılötesi radyasyon, böylece gelen enerji vücut tarafından emilir ve yüzeyinde ısıya dönüştürülür. Bununla birlikte, belirli bir miktar ısı hala konveksiyon ve radyasyon yoluyla ortamda hemen tüketilir. Emilen ısı, iletken ısı transferi süreci ile vücut içinde dağıtılır. Radyan enerji ile ısıtılan bir cisimdeki sıcaklık dağılımı sadece ısı akışına değil, aynı zamanda maddenin termal iletkenliğine ve yüzeyden konvektif ısı kayıplarına da bağlıdır.

Isı transferi, aşağıda listelenen üç yöntemden biri veya bunların bir kombinasyonu ile gerçekleştirilebilir. Bu yöntemler zor esiyor 1) termal iletim, 2) konveksiyon ve 3) radyasyon

En yaygın ve en eskilerden biri (1880'de önerilen) termokondüktometrik yöntemdir. Termokondüktometrik gaz analizörlerinin çalışması bağımlılığa dayanmaktadır. elektrik direnci iletkeni çevreleyen karışımın termal iletkenliğinden büyük bir sıcaklık direnç katsayısına sahip iletken. Isı, bir gaz ortamında iletim, konveksiyon ve radyasyon yoluyla aktarılır. Bir gazın termal iletkenliği, bileşimi ile ilgilidir. Konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı transferinin payı azaltılmaya veya stabilize edilmeye çalışılır.

Böylece belirli bir soğutucuda dolaşan su, ısı transferi ile soğutulur. atmosferik hava ve ısının bir kısmı, suyun yüzey buharlaşması sonucu aktarılır - suyun bir kısmının buhara dönüşmesi ve bu buharın difüzyon yoluyla havaya aktarılması, diğer kısmı - sıcaklıklar arasındaki farktan dolayı. su ve hava, yani temas yoluyla ısı transferi (termal iletim ve konveksiyon). Radyasyonla sudan çok az miktarda ısı alınır ve bu genellikle ısı dengesinde dikkate alınmaz. Aynı zamanda, soğutulmuş suya bir ısı akışı vardır. Güneş radyasyonu o kadar küçüktür ki soğutma kuleleri ve püskürtme havuzlarının ısı dengesinde ihmal edilir.

Daha sıcak cisimlerden daha az ısıtılmış cisimlere ısı transferi iletim, taşınım ve termal radyasyon yoluyla gerçekleştirilir. -

Radyasyon ve ısıl iletkenliğe bağlı ısı transfer süreçlerinin karşılaştırılması. Termal iletkenlik, vücudun mikropartiküllerinin hareketinden kaynaklanır; radyasyonla ısı değişimi, elektromanyetik dalgalar veya fotonlar vasıtasıyla gerçekleştirilir. Vakumda ısı iletkenliği yoktur. Cisimler arasında radyasyonla ısı değişimi, hem maddi bir ortamın varlığında hem de yokluğunda gerçekleştirilir. Ortam radyasyonu emmiyorsa, sıcaklığı ısı transferi sürecini etkilemez. Örneğin, güneş ışınlarını buzdan yapılmış bir mercekle odaklayarak ahşap bir nesneyi ateşe verebilirsiniz.

Yakıtın yanmasına, ısının salınması ve aktarılmasının yanı sıra kayıplar veya daha doğrusu ısının çevreye yayılması eşlik eder. Isı transferi konveksiyonla, yani doğrudan hareket eden bir gaz akımıyla ve ayrıca bir katı parçacık akımıyla gerçekleşir. Ek olarak, gaz içinde ısı transferi meydana gelir ve partikül, termal iletim ve radyasyon yoluyla akar. Gaz ve parçacık ortamındaki termal iletkenlik ve moleküler difüzyon, hareketlerinden bağımsız olarak gerçekleşir. Difüzyon ve termal iletkenlikten kaynaklanan akı, kütle ve ısı, gradyanların - sıcaklık ve konsantrasyonların (daha doğrusu kimyasal potansiyel x) - varlığında birlikte ortaya çıkar ve karşılıklı olarak belirlenir. doğrusal fonksiyonlar ve y7 (bkz. bölüm V ve VI). Ancak pratikte, konsantrasyon gradyanından kaynaklanan ısı transferi ve ayrıca sıcaklık gradyanından (termal difüzyon) kaynaklanan kütle transferi ihmal edilebilir.

Bir izotermal akış T - onst için ve p = pRT bağıntısından, formül (3a) - 1'de aşağıdaki gibidir: Adyabatik bir akış durumunda, ısının yalnızca konveksiyon yoluyla aktarıldığı varsayılır (ısı iletimi veya radyasyon yoktur). ), formülde dQ = O varken ( 21). tek için

Birkaç kilovat. Bir yardımcı devre yardımıyla belirli miktarda iyon üreten bir kıvılcım oluşturulur ve ardından manyetik indüksiyon vasıtasıyla iyonize gazda güçlü bir halka akımı üretilir. Ortaya çıkan plazma, kuvars camın yumuşadığı sıcaklıktan çok daha yüksek olan on binlerce Kelvin dereceye kadar ısıtılır. Açıkçası, bir soğutucu görevi gören bir argon akımı kullanılarak elde edilen kaynağı kendi kendini imha etmekten korumanın bir yolunu bulmak gerekir. Argon, dış tüpten (Şekil 9-6) yüksek hızda teğetsel olarak beslenir, bir girdap akışı oluşturur (şekilde gösterilmiştir) ve sıcaklık düşer. Sıcak plazma, toroid şeklindeki duvarlardan belirli bir mesafede stabilize olma eğilimindedir ve bu da aşırı ısınmayı önler. Numune bir püskürtücüye (şekilde gösterilmemiştir) püskürtülür ve yavaş bir argon akışıyla merkeze (köftedeki deliğe) taşınır. Burada termal iletkenlik ve radyasyon nedeniyle 7000 K'ye kadar ısıtılır ve tamamen atomize edilir ve uyarılır. İyonizasyon nedeniyle belirlenen atomların kaybı, plazma AAS'de bir zorluk kaynağıdır) ICP spektroskopisinde bir rol oynamaz. büyük rol daha kolay iyonlaşabilen argon atomlarının varlığı nedeniyle.

Gaz karışımı, katalizör granülleri arasındaki kanallardan akar. Bu durumda parçacıklar ile akış arasında ısı ve kütle transferi gerçekleşir. Akışın merkezinde, akış genellikle türbülanslı olduğundan kütle ve ısı transferi esas olarak konveksiyon nedeniyle gerçekleştirilir.Yüzeye yakın bir laminer sınır tabakası vardır, burada gaz hızı granül yüzeyine yakın sıfıra düşer . Reaktiflerin ve reaksiyon ürünlerinin içinden yüzeye zıt yönde taşınması, moleküler difüzyon ve ısı - termal iletkenlik ile gerçekleştirilir. Isı transferi, temas yüzeyi yoluyla parçacıktan parçacığa ısı iletimi ve parçacıklar arasındaki radyasyon yoluyla da gerçekleşebilir.

Üç tür ısı transferi vardır: iletim, konveksiyon ve radyan ısı. Termal iletkenlik, farklı sıcaklıklara sahip parçacıklar arasında doğrudan temas yoluyla ısı transferi olgusudur. Bu tip, katılarda, örneğin aparatın duvarından ısı transferini içerir. Konveksiyon, bir sıvı veya gazın taneciklerinin delinmesi ve birbirine karıştırılması yoluyla ısı transferi olgusudur. Isı transferi radyasyon yoluyla da gerçekleştirilebilir - ışık gibi enerjinin elektromanyetik dalgalar şeklinde transferi.

Yakıtın yanması (gazlaştırma) süreci için önemli bir rol, katı ve gaz fazlarının karşılıklı hareket yönü ile oynanır. Gaz ve yakıt akışlarının doğrudan akışlı ve ters akışlı hareketini organize etmek için iki şema vardır. Gaz ve yakıt akışlarının doğrudan akış şemasında, reaktiflerin termal olarak hazırlanması, sıcak gazların katılımı olmadan ve esas olarak ısı iletimi ve radyasyon yoluyla yanma bölgesinden ısı transferi yoluyla daha az yoğun bir şekilde gerçekleşir. Karşı yanma şemasında, ısıtma için ısı transferi, sıcak gazlardan konveksiyon ve sıcak yüzeylerden termal iletkenlik ile gerçekleştirildiğinden, yakıtın daha güvenilir bir şekilde tutuşması sağlanır.

Dağınık malzemelerle ilgili olarak, termal iletkenlik teriminin, bu kavramın yalnızca iletken ısı transferi (yani, uygun termal iletkenlik) değil, aynı zamanda konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı transferi anlamına gelmesi durumunda yalnızca şartlı olarak kullanılabileceği belirtilmelidir. Bu nedenle, dağınık ortam için belirlenen termal iletkenlik katsayısı, Fourier denklemindeki termal iletkenlik katsayısına eşdeğer belirli bir değerdir; mekanizmalar bu denklemle doğru bir şekilde tanımlanabilir). Bu nedenle, bu değeri eşdeğer termal iletkenlik katsayısı olarak adlandırmak daha doğrudur (bkz. Bölüm II, vb.). Bununla birlikte, bunu akılda tutarak, genel olarak kabul edilen termal iletkenlik terimini kısaca tutacağız.

Bu araştırmacılar, verilerini parçacık kümelerinin etkin termal iletkenliği ifadesi ile karşılaştırdılar. Mayer gibi, herhangi bir yüzeyden geçen etkin ısıl iletkenliğin, her birinin kapladığı yüzey kısmına göre hava ve yakıtın ortalama ısıl iletkenliğine eşit olduğunu ve eşdeğer ısıl iletkenliğin siyah cisim radyasyonundan elde edildiğini söylüyorlar. boşluklar. Bu denklem aracılığıyla, kendisi tarafından izin verilen bazı basitleştirmelerle, Mayer yakıt tabakasının etkin ısıl iletkenliğini, yakıtın gerçek ısıl iletkenliği, boşlukların hacmi, ton-canlı tabakadaki sıcaklık cinsinden ifade edebildi. ve en büyük parçacıkların çapı. Boşlukları dolduran gazın iletkenliği, analiz verilerine dahil edilir. çeşitli parçalar ve doğrudan bulunamaz. % 50 boşluk hacmi ve 2.54 C/I üst tane boyutu limiti ile 815°'de kok yatağının etkin ısıl iletkenliği, 0.00414 olarak belirlenen bu ifade ile verilen büyüklük sırasına göre verilir. Yakıtın gerçek ısıl iletkenliği, etkin olanın o kadar küçük bir kısmıdır (yaklaşık %5).

Genel Hükümler. Teknolojide, duvar yüzeyinin sıcaklığı değil, ortam sıcaklığı verildiğinde genellikle bu tür ısı transferi vakalarıyla uğraşmak gerekir. Termal iletim ve termal radyasyon ile karşılaştırıldığında, çevreleyen sıvı veya gazlı ortamdan duvar yüzeyine konveksiyon yoluyla ısı transferi çok daha karmaşık ve üzerinde çalışılmaktan uzak bir süreçtir. Isı bir katıdan sıvıya veya gaza geçtiğinde, ısıl iletkenlikten kaynaklanan ısı transferi, konveksiyondan kaynaklanan ısı transferine kıyasla büyüklüğünde arka plana çekilir. İkincisi, duvara bitişik hareketli sıvı veya gaz katmanında, bu katmanda var olan akış nedeniyle herkesin duvarla temas etmesi gerçeğinden oluşur. zaman yeni. ve bu şekilde ya ısıyı kendileriyle birlikte taşıyan ya da temas ettikleri duvara veren yeni parçacıklar. Bu konvektif transfer

Bilinen bir sıcaklığa ve brülörün yerine yerleştirildi. Bu şekilde alevin spektral parlaklığının değerini ve dolayısıyla Kirchhoff yasasına göre alevin sıcaklığıyla aynı sıcaklıkta siyah bir cismin spektral parlaklığını elde etmek mümkün oldu. Bu sıcaklık aşağıdaki şekilde ölçülen alevin sıcaklığı ile karşılaştırıldı: Alevin dışında bulunan ince bir platin-rodyum tel akım geçirilerek ısıtıldı ve radyasyon enerjisi bir termopil ile çeşitli sıcaklıklarda ölçüldü. Sonuncusu bir optik pirometre kullanılarak ölçüldü. Buna dayanarak, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak bir radyasyon enerjisi eğrisi (tel uzunluğunun santimetresi başına watt cinsinden) oluşturulmuştur. Daha sonra tel aleve sokuldu ve sıcaklığı çeşitli değerler için ölçüldü. elektrik enerjisi. Buradan, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak enerji arzını (tel uzunluğunun santimetresi başına watt olarak) ifade eden başka bir eğri oluşturulmuştur. Belirli bir sıcaklık için bu eğriler kesişir. Tel radyasyonu için alev pratik olarak şeffaftır. Bu, alevin kızılötesi absorpsiyon bantları bölgesinde telin nispeten düşük emisyonundan kaynaklanır ve i jro'dan ayrı olarak, doğrudan deneyle doğrulandı. Dolayısıyla bu sıcaklıkta darı tarafından yayılan enerji miktarı, sağlanan elektrik enerjisi miktarına eşittir. Bu, yalnızca enerji kaybolmadığında ve tele ısı iletimi veya konveksiyon yoluyla verilmediğinde gerçekleşebilir, yani. telin ve gaz alevinin sıcaklıkları aynıysa. Bu nedenle, kesişme noktası gaz alevinin sıcaklığını belirler.

Buharlaşma sırasında damla soğutulur. Isı iletimi ve difüzyon fenomenleri arasındaki analoji göz önüne alındığında (konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı transferini ihmal ederek, gaz halindeki bir ortamın termal iletkenliğinin R'nin sıcaklıktan ve buhar konsantrasyonundan bağımsız olduğu varsayılarak, yani l \u003d onst varsayılarak), biz denklemin küresel bir düşüşüne yakın sabit bir sıcaklık dağılımı için yazabilir, benzer (4.3)

Muraur tam bir nicel teori vermedi, bunun yerine sonuçları birbirine bağladı. Büyük bir sayı yanma sürecinin niteliksel bir resmi ile deneyler. Yanıcı gaz karışımı oluşturan yakıtın yüzey ayrışması, yanma hızını belirleyen aşama olarak kabul edilir ve basınç, başlangıç ​​sıcaklığı, alev sıcaklığı, patlama ısısı ve radyasyon gibi parametreler bu ilk ayrışmayı etkilemiş gibi yorumlanır. . Alevden yakıtın yüzeyine enerji aktarımı, hızı basınçla orantılı olan ısı iletimi süreci ve basınca bağlı olmayan radyasyon süreci yoluyla gerçekleşir. Bu, yanma hızı için aşağıdaki yasayı verir.

Konu: Fizik ve astronomi

Sınıf: 8 rus

Başlık: Isı iletimi, konveksiyon, radyasyon.

Ders türü: kombine

Dersin amacı:

Eğitim: ısı transferi kavramını, ısı transferi türleri ile tanıtın, herhangi bir tür ısı transferinde ısı transferinin her zaman tek yönlü olduğunu açıklayın; iç yapıya bağlı olarak çeşitli maddelerin (katı, sıvı ve gaz) ısıl iletkenliğinin farklı olduğu, siyah yüzeyin en iyi yayıcı ve en iyi enerji emici olduğu.

Geliştirme: konuya bilişsel ilgi geliştirmek.

Eğitsel: sorumluluk duygusu geliştirmek, düşüncelerini yetkin ve net bir şekilde ifade etme yeteneği, kendini tutabilme ve bir takımda çalışabilme

Disiplinlerarası iletişim: kimya, matematik

Görsel yardımcılar: 21-30 çizimler, termal iletkenlik tablosu

Teknik eğitim yardımcıları: ____________________________________

_______________________________________________________________________

ders yapısı

1. Öders organizasyonu(2 dakika.)

Öğrencileri selamlamak

Öğrencilerin devamını ve sınıfın derse hazır olup olmadığını kontrol etmek.

2. Ödev anketi (15 dk) Konu: İç enerji. İç enerjiyi değiştirmenin yolları.

3. Yeni malzemenin açıklaması. (15 dakika)

Daha fazla kinetik enerjiye sahip daha fazla ısıtılmış bir cismin parçacıklarının, daha az ısıtılmış bir cisme temas ettiğinde, daha az ısıtılmış bir cismin parçacıklarına doğrudan enerji aktardığı iç enerjiyi değiştirme yöntemine denir.ısı transferi Üç tür ısı transferi vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon.

Bu tür ısı transferinin kendine has özellikleri vardır, ancak her biri için ısı transferi her zaman bir yöne gider: daha sıcak vücuttan daha soğuk vücuda . Aynı zamanda, daha sıcak bir cismin iç enerjisi azalır ve daha soğuk olanınki artar.

Vücudun daha sıcak bir bölgesinden daha az ısıtılmış bir bölgeye veya daha sıcak bir vücuttan daha az ısıtılmış bir bölgeye doğrudan temas veya ara cisimler yoluyla enerji aktarımı olgusuna denir.termal iletkenlik.

Katı bir cisimde parçacıklar sürekli olarak salınım hareketi içindedir, ancak denge durumlarını değiştirmezler. Vücut ısıtıldığında sıcaklığı yükseldikçe, moleküller kinetik enerjileri arttıkça daha yoğun salınım yapmaya başlar. Bu artan enerjinin bir kısmı yavaş yavaş bir parçacıktan diğerine aktarılır, yani. vücudun bir bölümünden vücudun komşu bölümlerine vb. Ancak tüm katılar enerjiyi aynı şekilde aktarmaz. Bunlar arasında, ısı iletim mekanizmasının oldukça yavaş gerçekleştiği sözde yalıtkanlar vardır. Bunlara asbest, karton, kağıt, keçe, ranit, ahşap, cam ve bir dizi başka katı madde dahildir. Medb ve gümüş, yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Isıyı iyi iletirler.

Sıvıların ısıl iletkenliği düşüktür. Bir sıvı ısıtıldığında, moleküllerin çarpışması ve kısmen difüzyon nedeniyle iç enerji daha sıcak bir bölgeden daha az ısıtılmış bir bölgeye aktarılır: daha hızlı moleküller daha az ısıtılmış bir bölgeye nüfuz eder.

Gazlarda, özellikle nadir bulunanlarda, moleküller birbirinden yeterince büyük mesafelerdedir, bu nedenle termal iletkenlikleri sıvılardan bile daha düşüktür.

Mükemmel yalıtkan vakum , çünkü iç enerjiyi aktaracak parçacıklardan yoksundur.

İç duruma bağlı olarak, farklı maddelerin (katı, sıvı ve gaz) termal iletkenliği farklıdır.

Isı iletkenliği, maddedeki enerji transferinin doğasına bağlıdır ve maddenin kendisinin vücuttaki hareketi ile ilgili değildir.

Suyun ısıl iletkenliğinin düşük olduğu ve suyun üst tabakası ısıtıldığında alt tabakanın soğuk kaldığı bilinmektedir. Hava, ısıyı sudan bile daha kötü iletir.

Konveksiyon - bu, enerjinin sıvı veya gaz jetleri ile aktarıldığı bir ısı transfer sürecidir."karıştırma". Katılarda konveksiyon yoktur ve vakumda gerçekleşmez.

Günlük yaşamda ve teknolojide yaygın olarak kullanılan covection, doğal veya ücretsiz .

Sıvılar veya gazlar, bir pompa veya karıştırıcı ile eşit şekilde karıştırıldığında, konveksiyon denir. zoraki.

Soğutucu, bir tarafı siyah ve diğer tarafı parlak olan düz silindirik metal bir kap olan bir cihazdır. İçinde, ısıtıldığında genişleyebilen ve delikten dışarı çıkabilen hava vardır.

Isıtılmış bir gövdeden ısının gözle görülmeyen ısı ışınları kullanılarak bir soğutucuya aktarılması durumunda, ısı transferinin türüne ısı transferi denir.radyasyon veya radyan ısı transferi

Devralmak Radyasyon enerjisini vücudun iç enerjisine dönüştürme işlemi olarak adlandırılır.

Radyasyon (veya radyan ısı transferi) - elektromanyetik dalgalar kullanarak enerjiyi bir vücuttan diğerine aktarma işlemidir.

Vücut ısısı ne kadar yüksek olursa, radyasyon yoğunluğu o kadar yüksek olur. Radyasyonla enerji aktarımı bir ortama ihtiyaç duymaz: ısı ışınları boşlukta da yayılabilir.

siyah yüzey-en iyi yayıcı ve en iyi emici, ardından pürüzlü, beyaz ve cilalı yüzeyler.

İyi enerji emiciler iyi yayıcılardır ve kötü emiciler kötü enerji yayıcılardır.

4. Sabitleme:(10 dk) kendi kendine muayene, ödevler ve alıştırmalar için sorular

görevler: 1) Metal ve cam, su ve havanın termal iletkenliğinin karşılaştırılması, 2) Bir yerleşim bölgesinde konveksiyonun gözlemlenmesi.

6. Öğrencilerin bilgilerinin değerlendirilmesi (1 dk)

Ana literatür: Fizik ve astronomi 8. Sınıf

Daha fazla okuma: N. D. Bystko "Fizik" bölüm 1 ve 2

ISI İLETKENLİK Aynı kapasitedeki alüminyum ve cam kaplara dökünüz. sıcak su. Hangi kap içine dökülen suyun sıcaklığına çabuk ısınır? Alüminyum, ısıyı camdan daha hızlı iletir, bu nedenle alüminyum tava, içine dökülen suyun sıcaklığına hızla ısınır.

KONVEKSİYON Endüstriyel buzdolaplarında hava, soğutulan sıvının içinden aktığı borular vasıtasıyla soğutulur. Bu borular nereye yerleştirilmelidir: odanın üstünde mi yoksa altında mı? Odayı soğutmak için, içinden soğutulmuş sıvının aktığı borular en üste yerleştirilmelidir. Soğuk borularla temas eden sıcak hava soğutulacak ve Arşimet kuvvetinin etkisi altında düşecektir.

Isı transferinin türü Isı transferinin özellikleri Şekil Isıl iletkenlik Belirli bir zaman gerektirir Madde hareket etmez Atomik-moleküler enerji transferi Konveksiyon Madde jetler halinde aktarılır Sıvı ve gazda gözlenir Doğal, zorlanmış Yukarıya doğru ılık, soğuk aşağıya Işınım Isınan tüm cisimler ışıma yapar tam vakumda gerçekleştirilir Yayılan, yansıtılan, emilen

Isı transferi, daha fazla ısıtılmış cisimlerden veya vücudun kısımlarından daha az ısıtılmış olanlara kendiliğinden geri dönüşü olmayan bir enerji transferi sürecidir. Isı transferi, bir cismin veya cisimler sisteminin iç enerjisini değiştirmenin bir yoludur. Isı transferi doğadaki, teknolojideki ve günlük yaşamdaki süreçleri belirler ve eşlik eder. Üç tür ısı transferi vardır: iletim, konveksiyon ve radyasyon.

 teori: Termal iletkenlik, iç enerjinin vücudun bir bölümünden diğerine veya bir vücuttan diğerine doğrudan temasları ile aktarılması olgusudur.
Moleküller birbirine ne kadar yoğun olursa, vücudun ısıl iletkenliği o kadar iyi olur. özısı gövde)
Deneyi düşünün, karanfiller mum yardımıyla metal bir çubuğa bağlanır. Bir ucunda çubuğa bir ispirto lambası getirildi, zamanla çubuğun üzerine ısı yayılır, mum erir ve karanfiller düşer. Bunun nedeni, ısıtıldığında moleküllerin daha hızlı hareket etmeye başlamasıdır. Alkol lambasının alevi çubuğun bir ucunu ısıtır, bu uçtan gelen moleküller daha hızlı salınmaya başlar, komşu moleküllerle çarpışır ve enerjilerinin bir kısmını onlara aktarır, böylece iç enerji bir parçadan diğerine aktarılır.

Konveksiyon, iç enerjinin sıvı veya gaz katmanları ile aktarılmasıdır. Katılarda konveksiyon imkansızdır.
Radyasyon, iç enerjinin ışınlarla aktarılmasıdır (elektromanyetik radyasyon).

Egzersiz yapmak:

Çözüm:
Cevap: 2.
1) Sakin havalarda bir turist durma noktasında ateş yaktı. Ateşten biraz uzakta olan turist sıcak hissediyor. Yangından turiste ısı transferi süreci esas olarak ne şekilde gerçekleşmektedir?
1) iletim yoluyla
2) konveksiyonla
3) radyasyonla
4) iletim ve konveksiyon yoluyla
Çözüm (teşekkürler Alena): radyasyon yoluyla. Bu durumda enerji, termal iletkenlik ile aktarılmadığından, kişi ile ateş arasında hava olduğu için - zayıf bir ısı iletkeni. Burada da konveksiyon gözlemlenemez, çünkü yangın kişinin yanında ve onun altında değil, bu nedenle bu durumda enerji transferi radyasyonla gerçekleşir.
Cevap: 3
Egzersiz yapmak: maddelerden hangisi normal koşullar en iyi termal iletkenliğe sahip mi?
1) su 2) çelik 3) ahşap 4) hava
Çözüm: Moleküller arasındaki mesafe büyük olduğu için havanın ısıl iletkenliği zayıftır. Çelik en küçük ısı kapasitesine sahiptir.
Cevap: 2.
Oge görevi fizikte (fipi): 1) Öğretmen aşağıdaki deneyi yaptı. Aynı boyuttaki iki çubuk (solda bakır ve sağda çelik), karanfillerin parafinle sabitlendiği uçtan bir ruh lambası kullanılarak ısıtıldı (şekle bakın). Isıtıldığında parafin erir ve karanfiller düşer.


Önerilen listeden deneysel gözlemlerin sonuçlarına karşılık gelen iki ifadeyi seçin. Numaralarını listeleyin.
1) Metal çubukların ısınması esas olarak radyasyonla gerçekleşir.
2) Metal çubukların ısıtılması esas olarak konveksiyonla gerçekleşir.
3) Metal çubukların ısıtılması esas olarak ısı iletimi ile gerçekleşir.
4) Bakırın yoğunluğu çeliğin yoğunluğundan azdır.
5) Bakırın ısıl iletkenliği, çeliğin ısıl iletkenliğinden daha büyüktür.
Çözüm: Metal çubukların ısıtılması esas olarak ısı iletimi ile gerçekleşir, iç enerji çubuğun bir kısmından diğerine geçer. Bakırın ısıl iletkenliği, bakırın daha hızlı ısınması nedeniyle çeliğin ısıl iletkenliğinden daha büyüktür.
Cevap: 35

Fizikte Oge ataması (fipi): Dondan iki özdeş buz bloğu sıcak bir odaya getirildi. İlk çubuk yün bir fulara sarılmış ve ikincisi açık bırakılmıştır. Çubuklardan hangisi daha hızlı ısınır? Cevabı açıklayın.
Çözüm:İkinci çubuk daha hızlı ısınacak, yün atkı, iç enerjinin odadan bara transferini önleyecektir. Yün ısıyı iyi iletmez, termal iletkenliği zayıftır, bu nedenle buz bloğu daha yavaş ısınır.

Fizikte Oge ataması (fipi): Sıcak bir su ısıtıcısı ne renktir - siyah veya beyaz - diğerleriyle eşit koşullar daha hızlı soğuyacak ve neden?
1) beyaz, ısı radyasyonunu daha yoğun emdiği için
2) beyaz, ondan gelen termal radyasyon daha yoğun olduğu için
3) siyah, ısı radyasyonunu daha yoğun bir şekilde emdiği için
4) siyah, ondan gelen termal radyasyon daha yoğun olduğu için
Çözüm: Siyah cisimler ısı radyasyonunu daha iyi emer, örneğin siyah bir tanktaki su, güneşte beyaz olandan daha hızlı ısınır. Tersi süreç de doğrudur, siyah cisimler daha hızlı soğur.
Cevap: 4

Fizikte Oge ataması (fipi): AT katılarısı transferi yapılabilir
1) termal iletkenlik
2) konveksiyon
3) konveksiyon ve ısı iletimi
4) radyasyon ve konveksiyon
Çözüm: Katılarda ısı transferi ancak iletim yoluyla gerçekleştirilebilir. Bir katıda, moleküller denge konumuna yakındır ve sadece onun etrafında salınım yapabilirler, dolayısıyla konveksiyon imkansızdır.
Cevap: 1

Fizikte Oge ataması (fipi): Hangi kupadan - metal veya seramik - dudaklarınızı yakmadan sıcak çay içmek daha kolay? Sebebini açıkla.
Çözüm: Metal bir kupanın ısıl iletkenliği daha yüksektir ve sıcak çayın ısısı dudaklara daha hızlı aktarılır ve daha fazla yanar.

Bu maddeyi oluşturan moleküllerin ve atomların yoğun kaotik hareketi tarafından belirlenir. Sıcaklık, moleküler hareketin yoğunluğunun bir ölçüsüdür. Belirli bir sıcaklıkta bir cismin sahip olduğu ısı miktarı kütlesine bağlıdır; Örneğin, aynı sıcaklıkta, büyük bir su bardağında küçük bir su kabından ve bir kovada olduğundan daha fazla ısı bulunur. soğuk su bir bardak sıcak sudan daha fazla olabilir (kovadaki suyun sıcaklığı daha düşük olmasına rağmen). sıcaklık oyunları önemli rol vücudunun işleyişi de dahil olmak üzere insan yaşamında. Yiyeceklerde bulunan kimyasal enerjinin bir kısmı, vücut sıcaklığının 37 santigrat derece civarında tutulması nedeniyle ısıya dönüştürülür. İnsan vücudunun ısı dengesi aynı zamanda ortam sıcaklığına da bağlıdır ve insanlar kışın konut ve endüstriyel binaları ısıtmak ve yazın soğutmak için çok fazla enerji harcamak zorunda kalırlar. Bu enerjinin çoğu sağlanır termal makineler Fosil yakıtlar (kömür, petrol) kullanan ve elektrik üreten santrallerde kazan tesisleri ve buhar türbinleri gibi.

18. yüzyılın sonuna kadar. ısı, bir cismin sıcaklığının, içerdiği "kalori sıvısı" veya "kalorik" miktarı tarafından belirlendiğine inanılarak maddi bir madde olarak kabul edildi. Daha sonra, B. Rumford, J. Joule ve o zamanın diğer fizikçileri, ustaca deneyler ve akıl yürütme yoluyla, ısının ağırlıksız olduğunu ve herhangi bir miktarda elde edilebileceğini kanıtlayarak "kalori" teorisini reddettiler. mekanik hareket. Isı kendi başına bir madde değildir - sadece atomlarının veya moleküllerinin hareketinin enerjisidir. Modern fiziğin bağlı olduğu bu ısı anlayışıdır.

Isı transferi- Sıcaklık farkından dolayı ısının vücut içinde veya bir vücuttan diğerine aktarılması işlemidir. Isı transferinin yoğunluğu, maddenin özelliklerine, sıcaklık farkına bağlıdır ve deneysel olarak belirlenmiş doğa yasalarına uyar. Verimli ısıtma veya soğutma sistemleri oluşturmak için çeşitli motorlar, enerji santralleri, ısı yalıtım sistemleri, ısı transferi prensiplerini bilmeniz gerekir. Bazı durumlarda, ısı değişimi istenmez (ergitme fırınlarının, uzay gemilerinin vb. ısı yalıtımı), diğerlerinde ise mümkün olduğu kadar büyük olmalıdır (buhar kazanları, ısı eşanjörleri, mutfak eşyaları).

nerede, daha önce olduğu gibi, q- ısı akışı (saniyede joule cinsinden, yani W cinsinden), A- yayılan gövdenin yüzey alanı (m 2 cinsinden) ve T 1 ve T 2 - yayılan gövdenin ve bu radyasyonu emen ortamın sıcaklıkları (kelvin cinsinden). katsayı s Stefan-Boltzmann sabiti olarak adlandırılır ve (5.66961 x 0.00096) x10 -8 W / (m 2 DK 4)'e eşittir.

Sunulan termal radyasyon yasası yalnızca ideal bir radyatör için geçerlidir - sözde kesinlikle siyah cisim. Hiçbiri gerçek vücutözelliklerinde düz siyah bir yüzey kesinlikle siyah bir cisme yaklaşsa da böyle değildir. Hafif yüzeyler nispeten zayıf bir şekilde yayılır. Çok sayıda "gri" cismin idealliğinden sapmayı hesaba katmak için, Stefan-Boltzmann yasasını tanımlayan ifadenin sağ tarafına, emisyon olarak adlandırılan birden küçük bir katsayı eklenir. Düz siyah bir yüzey için bu katsayı 0,98'e ulaşabilir ve cilalı bir metal ayna için 0,05'i geçmez. Buna bağlı olarak, radyasyon absorpsiyon kapasitesi siyah bir cisim için yüksek ve aynasal bir cisim için düşüktür.

Konut ve ofis alanları genellikle küçük elektrikli ısı yayıcılarla ısıtılır; spirallerinin kırmızımsı parıltısı, spektrumun kızılötesi kısmının kenarına yakın görünür bir termal radyasyondur. Oda, esas olarak radyasyonun görünmez, kızılötesi kısmı tarafından taşınan ısı ile ısıtılır. Gece görüş cihazları, karanlıkta görmenizi sağlayan bir termal radyasyon kaynağı ve kızılötesi duyarlı bir alıcı kullanır.

Güçlü bir termal enerji yayıcısı Güneş'tir; 150 milyon km uzaklıkta bile Dünya'yı ısıtır. yoğunluk Güneş radyasyonu Dünyanın birçok yerinde bulunan istasyonlar tarafından her yıl kaydedilen , yaklaşık 1.37 W / m2'dir. Güneş enerjisi dünyadaki yaşamın kaynağıdır. En etkin şekilde kullanmanın yolları aranmaktadır. Evleri ısıtmak ve ev ihtiyaçları için elektrik üretmek için güneş panelleri oluşturulmuştur.