Termisk energi er et udtryk, som vibruges til at beskrive aktivitetsniveauet for molekylerne i objektet. En eller anden måde er øget excitation forbundet med en stigning i temperaturen, mens atomer i kolde genstande bevæger sig meget langsommere.
Eksempler på varmeoverførsel findes overalt - i natur, teknologi og hverdag.
Det største eksempel på varmeoverførsel ersolen, der varmer planeten Jorden og alt derpå. I hverdagen kan du finde en masse sådanne muligheder, kun i en langt mindre global forstand. Så hvilke eksempler på varmeoverførsel kan observeres i hverdagen?
Her er nogle af dem:
Varmestrømme er i konstant bevægelse. De vigtigste metoder til deres transmission kan kaldes konvention, stråling og konduktivitet. Lad os se nærmere på disse begreber.
Mange har måske gentagne gange bemærket det i en ogI det samme rum kan fornemmelsen af at røre ved gulvet være helt anderledes. Det er behageligt og varmt at gå på gulvtæppet, men hvis du kommer ind i badeværelset med bare fødder, giver en mærkbar kølighed dig straks en følelse af livlighed. Bare ikke i det tilfælde, hvor der er gulvvarme.
Så hvorfor fryser den flisebelagte overflade?Dette skyldes alt sammen termisk ledningsevne. Dette er en af tre typer varmeoverførsel. Hver gang to genstande med forskellige temperaturer er i kontakt med hinanden, vil termisk energi passere mellem dem. Eksempler på varmeoverførsel i dette tilfælde kan gives som følger: ved at holde fast i en metalplade, hvis anden ende vil blive placeret over stearinlysflammen, kan du føle forbrænding og smerter over tid, og når du rører ved jernhåndtaget i gryden med kogende vand, kan du få en forbrænding.
God eller dårlig ledningsevne afhænger af flere faktorer:
I form af en ligning ser det sådan ud:hastigheden for varmeoverførsel til genstanden er lig med den termiske ledningsevne for det materiale, hvorfra objektet er fremstillet, ganget med det overfladeareal, der er i kontakt, ganget med temperaturforskellen mellem de to genstande og divideret med materialets tykkelse. Alt er enkelt.
Direkte varmeoverførsel fra et objekt til et andetkaldes ledningsevne, og stoffer, der leder varme godt, kaldes ledere. Nogle materialer og stoffer klarer sig dårligt med denne opgave, de kaldes isolatorer. Disse inkluderer træ, plast, fiberglas og endda luft. Som du ved stopper isolatorerne faktisk ikke strømmen af varme, men bremser det simpelthen ned i en eller anden grad.
En type varmeoverførsel såsom konvektion,forekommer i alle væsker og gasser. Du kan finde sådanne eksempler på varmeoverførsel i naturen og i hverdagen. Når væsken opvarmes, får molekylerne i den nedre del energi og begynder at bevæge sig hurtigere, hvilket fører til et fald i densitet. Varme væskemolekyler begynder at bevæge sig op, mens en køligere (tættere væske) begynder at synke. Efter at de kølige molekyler har nået bunden, modtager de igen deres andel af energi og tenderer igen til toppen. Cyklussen fortsætter, så længe der er en varmekilde i bunden.
Eksempler på varmeoverførsel i naturen kan givesfølgende: ved hjælp af en specielt udstyret brænder, varm luft, der udfylder en ballons plads, kan hæve hele strukturen til en tilstrækkelig høj højde. Faktum er, at varm luft er lettere end kold.
Når du sidder foran et bål, varmer det digvarmen fra ham. Den samme ting sker, hvis du bringer håndfladen til en brændende pære uden at røre ved den. Du vil også føle dig varm. De største eksempler på varmeoverførsel i hverdagen og naturen ledes af solenergi. Hver dag passerer solens varme gennem 146 millioner km tom plads helt op til jorden selv. Dette er drivkraften for alle livsformer og systemer, der findes på vores planet i dag. Uden denne transmissionstilstand ville vi være i store problemer, og verden ville være helt anderledes end den måde, vi kender den på.
Stråling er overførsel af varme medelektromagnetiske bølger, hvad enten det er radiobølger, infrarød, røntgenstråler eller endda synligt lys. Alle objekter udsender og absorberer strålende energi, inklusive personen selv, men ikke alle objekter og stoffer klarer denne opgave lige så godt. Eksempler på varmeoverførsel i hverdagen kan overvejes ved hjælp af en konventionel antenne. Som regel er det, der udstråler godt, også godt og absorberer. Med hensyn til Jorden modtager den energi fra solen og giver den derefter tilbage til rummet. Denne strålingsenergi kaldes terrestrisk stråling, og det er dette, der gør livet på planeten muligt.
Overførsel af energi, især termisk, ergrundlæggende studieområde for alle ingeniører. Stråling gør jorden beboelig og giver vedvarende solenergi. Konvektion er grundlaget for mekanik, der er ansvarlig for strømmen af luft i bygninger og luftudveksling i huse. Konduktivitet giver dig mulighed for at varme panden, bare sætte den i brand.
Adskillige eksempler på varmeoverførsel inden for engineering ognaturen er indlysende og findes overalt i vores verden. Næsten alle af dem spiller en stor rolle, især inden for teknikområdet. For eksempel beregner ingeniører, når de designer et bygningsventilationssystem, varmeoverførslen i en bygning i nærheden og den interne varmeoverførsel. Derudover vælger de materialer, der minimerer eller maksimerer varmeoverførslen gennem individuelle komponenter for at optimere effektiviteten.
Når atomer eller molekyler af en væske (f.eks.vand) udsættes for en betydelig mængde gas, de har en tendens til spontant at komme ind i en gasformig tilstand eller fordampe. Dette skyldes, at molekylerne konstant bevæger sig i forskellige retninger med tilfældige hastigheder og kolliderer med hinanden. Under disse processer modtager nogle af dem kinetisk energi, der er tilstrækkelig til at afvise fra varmekilden.
Imidlertid har ikke alle molekyler tid til at fordampe ogbliver vanddamp. Det hele afhænger af temperaturen. Så vandet i glasset fordampes langsommere end i den gryde, der er opvarmet på komfuret. Kogende vand øger energien i molekyler markant, hvilket igen accelererer fordampningsprocessen.
Talrige eksempler på varmeoverførsel i naturen ogteknik (billeder ovenfor) indikerer, at disse processer skal studeres og serveres for godt. Ingeniører anvender deres viden om principperne i varmeoverførsel, undersøger nye teknologier, der er forbundet med brugen af vedvarende ressourcer og er mindre skadelige for miljøet. Det centrale punkt er forståelsen af, at energioverførsel åbner uendelige muligheder for tekniske løsninger og mere.
