Теплопередача

Определение. Теплопередача —  физический процесс, состоящий из изменения внутренней энергии от горячего тела к холодному без непосредственной работы. В обратную сторону этот процесс не работает, так как у холодного тела нет энергии, которое бы оно могло передать горячему.

У теплопередачи также существует количественная характеристика, она обозначается Q.

Количественная характеристика заключается в количестве теплоты (это колебания внутренней энергии, происходящей в процессе теплопередачи)

Важно знать. Количество теплоты измеряется в Джоулях (Дж) и Калориях. 1 калория равна 4.19 Дж.

Теплопередача в физике подразделяется на три вида:

  1. Первым  видом теплопередачи является конвекция, свойственная для жидкостей и газов. Во время конвекции энергия передаётся потоками вещества.

Важно знать. В качестве примера можно привести проветривание помещения. Холодный воздух поступает в окно, нагревается от батареи и поднимается вверх к потолку по закону Архимеда. Тем самым он вытесняет холодный воздух с большей плотностью вниз. Таким образом происходит циркуляция воздуха в помещении.

Вот почему кондиционеры располагают под потолком, а батареи ближе к потолку

  1. Другой вид теплопередачи это теплопроводность — суть которого заключается в том, что энергия совершает переход от более нагретого участка тела к менее нагретому, благодаря движению и взаимодействию частиц тела. Этот вид теплопередачи характерен для твёрдых тел.

Для иллюстрации необходимо привести опыт. На металлический стержень прикреплены гвозди с помощью воска. Один из концов стержня нагревают горелкой. Из-за того, что тепло по стержню распространяется наверх, воск тает и гвозди падают вниз.

Так происходит потому, что изначальная скорость молекул невысока, а при нагревании некоторые молекулы движутся быстрее чем другие. Быстрые молекулы передают свои энергии медленным и так энергия распространяется по всему стержню.

Запомните. Хорошей теплопроводностью обладают металлы, плохой — пластмасса, резина, стекло, дерево, плексиглас, большинство изоляторов.

           3        Наконец заключительный вид  теплопередачи это излучение, характерное для всех тел и вакуумной среды. При излучении энергия совершает переход с помощью электромагнитных волн (преимущественно инфракрасного диапазона).

Таким образом солнце согревает землю, так как в космосе вакуумная среда и такие процессы теплопередачи как теплопроводность и конвекция невозможны.

Важно знать. Светлая поверхность отражает излучение, а тёплое поглощает. Поэтому зимой используют темную одежду, сохраняющее тепло, а летом — светлую.

Определение. Количество теплоты — мере изменения внутренней энергии, измеряющая уменьшение или увеличение внутренней энергии.

Запомните. Количество теплоты, пошедшее на нагревание тел (вещество — одинаковое, изменение температуры — одинаковое), прямо пропорционально массе тел.

Количество теплоты, необходимое для нагревания тел зависит от вещества, из которого состоят тела.

Обратите внимание. Количество теплоты можно рассчитать по формуле.

Q — количество теплоты. Измеряется в Джоулях или Калориях.

m — масса тела

t1 — температура тела. Измеряется в градусах Цельсия.

t2 — конечная температура тела.

c — некоторый коэффициент, характеризующий вещество, из которого состоит тело. Это — удельная теплоемкость вещества. Она измеряется в Дж/кг или Дж/кг*градус Цельсия.

Обратите внимание Формула измерения количества теплоты:

Q = c*m*(t1-t2)

Вывод. Теплопередача — сложный процесс переноса внутренней энергии от более горячего тела к более холодному.

Домашнее задание.

Решить задачи:

  1. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?
  1. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.
Остались вопросы?
Наши репетиторы помогут
  • Подготовиться к поступлению в любой ВУЗ страны

  • Подготовится к ЕГЭ, ГИА и другим экзаменам

  • Повысить успеваемость по предметам

Остались вопросы?
вверх