Prenos tepla v prírode umožňujeVesmír v podobe, na ktorú sme všetci zvyknutí. Je ťažké povedať, ako by svet vyzeral, ak by proces prenosu tepla zmizol ešte na chvíľu. Pozrime sa bližšie na to, aké typy prenosu tepla existujú a čo sa týmto termínom myslí.
Podľa všeobecne akceptovanej definície je prenos teplaje fyzikálny proces, pri ktorom sa tepelná energia rozdeľuje rovnakým spôsobom medzi niekoľko telies s rôznymi stupňami zahrievania. Proces sa zastaví, keď sa ich teplota vyrovná, alebo inými slovami, keď sa dosiahne termodynamická rovnováha.
Uvádzame základné typyprenos tepla: prúdenie, tepelná vodivosť, žiarenie. Všetky ostatné možné odrody sú kombináciou dvoch alebo viacerých základných metód. Tento bod sa musí vždy zohľadniť.
Konvekcia je známa všetkým už od detstva.Samotné latinské slovo „convectio“ znamená transfer. V dôsledku toho sa teplo počas konvekcie prenáša tokmi samotnej látky. Je typické pre plyny a kvapaliny, hoci sa niekedy vyskytuje v niektorých sypkých materiáloch. Predstavte si horúci letný deň: nad povrchom zahrievanej zeme je zrejmá mierna hmla - toto skreslenie je spôsobené stúpajúcimi prúdmi vzduchu. S nástupom noci, keď ustane ohrevný účinok slnečných lúčov, začína proces vyrovnávania teplôt zeme a vzduchu: pôda prenáša tepelnú energiu do spodných vrstiev atmosféry (jedná sa o zmiešaný mechanizmus prenosu tepla), ktorý stúpa a je nahradený chladnejšími vzduchovými masami. Tu je ďalší príklad: do nádoby s vodou vložíme kotol a zapojíme ho. Pri pozornom pozorovaní sú viditeľné pohyblivé vodné toky. Horúce hmoty sa premiestnia zo zdroja tepla a na ich miesto prídu chladnejšie.
Čo by mohlo byť lepšie ako zaujímavá konverzácia nad poháromhorúci čaj za chladného zimného večera? Zároveň stačí na chvíľu odvrátiť pozornosť a chytiť vykukujúcu hranu kovovej lyžičky, aby ste rýchlo vytiahli ruku a zabránili popáleniu. Dôvod je jednoduchý - niektoré typy prenosu tepla veľmi rýchlo zahrievali kovovú lyžičku na teplotu vody v šálke. Je to o tepelnej vodivosti. Existuje veľa situácií, v ktorých môžete stretnúť tento typ prenosu tepla. Definujme: tepelná vodivosť je prenos tepelnej energie z teplejšej časti tela do chladnejšej časticami, ktoré tvoria telo (elektróny, atómy, molekuly). Špeciálnym prípadom je prenos tepla medzi rôznymi predmetmi v kontakte. Rôzne materiály majú rôznu tepelnú vodivosť. Ak teda ohrievate jeden koniec dreveného bloku, druhý bude studený. Ak však urobíte tento experiment s kovovou tyčou, výsledok bude opačný. Tento rozdiel je spôsobený rozdielom vo vnútornej štruktúre materiálov.
Vzhľadom na druhy prenosu tepla nemožno inak akospomenúť prenos tepla sálaním. Zdroj tepla generuje elektromagnetické vlny s vlnovou dĺžkou až 1 000 mikrónov (infračervená časť spektra). Intenzita sálavého toku a teplota zahriateho telesa sú v priamom vzťahu. Aby ste pochopili, ako žiarenie prenáša teplo, stačí vykonať malý experiment - zapáľte oheň a umiestnite priehľadné sklo medzi seba a oheň. Napriek prekážke bude teplo stále prenášané. Alebo sa pozrite na mačku ležiacu na parapete na slnku, vyhrievajúcu sa v zime. Je to jednoduché - v týchto príkladoch sa tepelná energia prenáša žiarením. Jednou z vlastností tejto metódy prenosu tepla je nezávislosť na medziľahlých médiách. Ak počas prúdenia dochádza k prenosu samotnou látkou (plynom) a počas vedenia tepla - časticami, potom žiarenie nepotrebuje „sprostredkovateľov“. Slnko teda prenáša svoje teplo vo vákuu presne prostredníctvom žiarenia.
