Теплопередача - физический процесс передачи тепловой энергии

1.

Теплопередача

2.

Теплопередача — физический процесс
передачи тепловой энергии.
Может осуществляться от более горячего тела к менее
горячему либо непосредственно (при контакте), или через
разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо
материала.
Когда физические тела одной системы находятся при
разной температуре, то происходит передача тепловой
энергии, или теплопередача от одного тела к другому до
наступления термодинамического равновесия.

3. Способы изменения внутренней энергии

Совершение
работы
Теплообмен
Теплопроводность
Конвекция
Излучение

4.

Теплопроводность
Проведем опыт

5.

Теплопроводность металлов

6.

Теплопроводность – явление передачи внутренней
энергии от одного тела к другому или от одной его части к
другой. В этом случае тела и все части, участвующие в
процессе, находятся в непосредственном контакте.
Само вещество не перемещается вдоль тела - переносится
лишь энергия.

7.

Механизм теплопроводности
Амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки
в точке А меньше, чем в точке В.
Вследствие взаимодействия атомов друг с другом амплитуда
колебаний атомов, находящихся рядом с точкой В, возрастает.

8.

Теплопроводность различных веществ
Металлы
обладают хорошей
Теплопроводностью
Меньшей - обладают
жидкости
Газы плохо проводят тепло

9.

Вещества, имеющие плохую теплопроводность, называются теплоизоляторами

10. Лучший изолятор - воздух

Пенопласт
Лучший изолятор - воздух
Теплоизоляционные материалы замедляют
движение молекул.
Молекулы медленнее всего движутся в сухом
воздухе.
Поэтому, при производстве строительных
материалов используют основной принцип –
удержание воздуха в порах или ячейках
материала
Вот так выглядят при 300х увеличении:
Базальтовая вата
Пеностекло

11.

Теплопроводность в природе
Снег предохраняет озимые посевы от вымерзания.

12.

Мех животных из-за плохой теплопроводности предохраняет их от
переохлаждения зимой и перегрева летом.
Плохая теплопроводность меха связана с тем, что между волосками шерсти
содержится много воздуха, который как известно, плохой проводник тепла

13.

Теплопроводность в технике
Для того, чтобы предотвратить ожоги тела от
прикосновения к нагревающимся до высокой
температуры приборам – защищают последние
оболочкой из материалов с низкой теплопроводностью.
Для ускорения процесса нагрева или охлаждения
соответствующие детали устройств делают из
материалов с высокой теплопроводностью.

14.

Конвекция (от лат. конвекцио – перенесение) – перенос
энергии самими струями газа или жидкости.
Этот вид теплопередачи не является чисто тепловым
процессом, так как перемешивание слоев газа или жидкости
всегда связано с какими-то внешними, нетепловыми
причинами.
Конвекция в твердых телах и вакууме происходить не
может !

15.

Механизм конвекции в газах
Теплый воздух имеет меньшую плотность и со стороны
холодного воздуха на него действует сила Архимеда,
направленная вертикально вверх.

16.

17.

Конвекция в природе
В результате
конвекции
в атмосфере
образуются
ветры у моря это дневные
и ночные бризы.

18.

Конвекция в природе

19.

Конвекция в квартире

20. Тяга

Давление в печи
меньше давления
наружного воздуха
Холодный воздух
устремляется в топку,
тёплый поднимается
вверх по трубе
Чем выше труба,
тем больше тяга

21.

Конвекция в дымовых трубах
Р2
Н
Тяга в дымовых трубах зависит от
площади основания, температуры
газов, высоты трубу, разности
давлений на уровне горения и на
верху трубы
Р1

22.

Механизм конвекции в жидкостях

23.

Использование конвекции в жидкостях
Система парового отопления в доме основана на конвекции:
более нагретая жидкость имеет меньшую плотность и
вытесняется холодной водой вверх. В свою очередь
холодная вода нагревается и также вытесняется наверх.
Поскольку система замкнута, то процесс непрерывекн до
тех пор, пока подводится тепло.
Для реализации
конвекции тепло
подводится снизу.

24.

Конвекция в технике
охлаждаются корпуса космических
кораблей
обеспечивается водяное охлаждение
двигателей внутреннего сгорания.
Обеспечивается
теплообмен в
холодильнике

25.

Излучение или лучистый теплообмен это особый вид теплопередачи, при котором энергия
переносится различными лучами.

26.

Механизм излучения
Нагретые тела излучают
электромагнитные волны,
с физической природой
которых мы
познакомимся позднее.
Излучение может
распространяться и в
вакууме

27.

Темные тела лучше поглощают излучение и быстрее
нагреваются, чем светлые.
Темные тела быстрее охлаждаются

28.

Излучение в природе
Около 50% энергии
излучаемой
Солнцем является
лучистой энергией,
эта энергия источник жизни на
Земле.

29.

Излучение в технике
1. Сушка и нагрев материалов
2. Приборы ночного видения
(бинокли, оптические прицелы)
3. Системы самонаведения на цель
бомб, снарядов и ракет

30.

Примеры использования закономерностей
теплообмена в быту

31.

Холодильник
имеет герметичный корпус с хорошей
теплоизоляцией, которая обеспечивается плохой
теплопроводностью материалов прослойки стенок и
их внутренней пластмассовой поверхности.

32.

Термос
За счет плохой теплопроводности прослойки стенок и отражающей
тепловое излучение внутренней поверхности материала он может
сохранять как низкую, так и высокую температуру жидкости в течение
длительного времени.

33.

Утюг
Его подошва быстро прогревается, потому что обладает высокой
теплопроводностью.

34.

Микроволновая печь
Используется излучение электромагнитных волн сверхвысокой частоты
(СВЧ), нагревающих еду. Функция гриль использует нагрев еды посредством
конвекции.

35.

Вопросы на закрепление
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Почему вы обжигаете губы, когда пьёте чай одинаковой температуры
из металлической кружки, и не обжигаете, когда пьёте чай из
фарфоровой кружки?
Почему ручки чайников, кастрюль делают из пластмассы или
дерева?
Почему нагретая сковорода охлаждается в воде быстрее, чем на
воздухе?
Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?
Где и почему именно там размещают батареи в помещениях?
Зачем самолёты красят «серебряной» краской?
Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

36.

Проведите дома опыт
1. Вырежьте из тонкой бумаги или
фольги спиральку (в центре «жирная запятая»). В центре
спирали аккуратно продавите (не
порвите!) точку
2. Используя тонкую проволоку ,
сделайте опору (см.рис.)
3. На центральную ось опоры
установите спираль так, чтобы
последняя находилась в
равновесии.
4. Включите лампу, предварительно
прикройте направление света к
вам картонкой, чтобы она не
слепила вас.
Объясните, что вы наблюдаете и
почему это происходит?