Главная » Видеоуроки » Физика » 8 класс » Теплопередача

Теплопередача

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)

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

Виды теплопередачи

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

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

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.

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

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.

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

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

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.