דוגמאות של העברת חום בטבע, חיים

אנרגית חום היא המונח שאנו משתמשים בו כדי לתאר את רמת הפעילות של מולקולות אובייקט. הגברת ההתרגשות בדרך זו או אחרת, הקשורים לעלייה בטמפרטורה, ואילו עצמים קרים אטומים נעים הרבה יותר לאט.

דוגמאות של העברת חום ניתן למצוא בכל מקום - בטבע, אמנות בחיי היומיום.

דוגמאות של חום העברה

הדוגמא הגדולה ביותר היא העברת חום השמש, אשר מחממת את כדור הארץ וכל אשר בה. בחיי היומיום, אתה יכול למצוא הרבה אפשרויות דומות, אבל הרבה פחות תחושה גלובלית. אז מה הם דוגמאות של העברת חום ניתן לצפות בחיי היומיום?

הנה כמה מהם:

• גז או כיריים חשמליות, למשל, פאן ביצי טיגון.
• דלקי רכב כגון בנזין, הם מקור החום עבור המנוע.
• טוסטר שנכלל הופך לחם לטוסט. זה נובע טוסט אנרגיית החום הקורן, אשר שואבת לחות מן הלחם והופך אותו פריך.
• כוס חם ומהביל קקאו מחמם ידיים.
• כל להבה מהאש של משחק וכלת שריפות יער מסיביים.
• כאשר הקרח ממוקם בתוך כוס מים, אנרגיה תרמית מן המים שהוא נמס, דהיינו המים עצמו הוא מקור אנרגיה.
• מערכת רדיאטור או חימום מספקת חמימות בבית בחודשי החורף הקרים והארוכים.
• תנורים קונבנציונליים הם מקורות של הסעה, לפיה להציב להם את מוצר המזון מתחמם, ומתחיל תהליך הבישול.
• דוגמאות של העברת חום ניתן לראות בגוף שלו, לוקח בידו חתיכת קרח.
• אנרגית התרמית היא, אפילו חתול, אשר יכול לחמם מארח ברכיים.

חום - תנועה

תזרים חום נמצא בתנועה מתמדת. השיטות העיקריות של שידור תוכל לפרט אמנה, קרינת הולכה. בואו נסתכל מושגים אלה ביתר פירוט.

מהי מוליכות?

אולי פעמים רבות הבחינו כי אחד באותו החדר התחושה מ נוגע ברצפה יכולה להיות שונה לגמרי. זה נחמד וחם ללכת על השטיח, אבל אם אתה הולך לחדר האמבטיה יחף, קרירות מוחשית מייד נותנת תחושה של עליזות. לא במקרה שבו יש חימום תת רצפתי.

אז למה רעפי שטח הוא הקפאה? זה הכל בגלל מוליכות תרמית. זהו אחד משלושה סוגים של העברת חום. בכל פעם שני אובייקטים של טמפרטורות שונות נמצאים בקשר אחד עם השני, אנרגית החום תעבור therebetween. דוגמאות של העברת חום במקרה זה אנו יכולים לצטט את הדברים הבאים: מחזיקים את צלחת המתכת, בקצה השני של אשר מולבשות מעל להבת נר, עם זמן יכול להרגיש כאב צריבה, וכאשר נגיעה באצבע הברזל עם מים רותחים יכולה נשרפות.

גורם צינור

המוליכות הטובות או רעות תלוי במספר גורמים:

• הסוג ואיכות החומר שממנו עשויים סחורות.
• שטח הפנים של שני אובייקטים במגע.
• הבדלי הטמפרטורה בין שני אובייקטים.
• העובי והגודל של אובייקטים.

בצורתו משוואה, זה הוא כדלקמן: קצב העברת החום אל האובייקט שווה מוליכות התרמית של החומר שממנו האובייקט מיוצר, מוכפל שטח הפנים במגע מוכפל הבדלי הטמפרטורה בין שני עצמים, ומחולק עובי החומר. זה פשוט.

מוליכות דוגמאות

העברה ישירה של חום מאובייקט אחד למשנהו נקרא מוליכות חומרים מוליכים חום טוב, שנקרא מנצחים. חומרי חומרים מסוימים אינם להתמודד עם משימה זו, הם מבודדים שנקראים. אלה כוללים עץ, פלסטיק, פיברגלס ואפילו באוויר. זה ידוע כי מבודד לא באמת לעצור את זרימת החום, וזה רק מאט במידה זו או אחרת.

הוֹלָכַת חוֹם

צורה זו של העברת חום, כמו הסעה מתרחשת בכל הנוזלים והגזים. דוגמאות כאלה ניתן למצוא בטבע ואת העברת חום בבית. כאשר הנוזל מחומם, המולקולות בתחתית צובר אנרגיה מתחילות לנוע מהר יותר, מה שמוביל לירידה בצפיפות. מולקולות נוזל חמות מתחילות לנוע כלפי מעלה, בעוד המצנן (נוזל סמיך יותר) מתחיל לשקוע. לאחר לקרר את המולקולות מגיעים לתחתית, הם שוב לקבל נתח של האנרגיה שלהם ושוב שואפים לחלק העליון. המחזור ממשיך כל עוד יש מקור חום בתחתית.

דוגמאות של העברת חום טבעית כוללות: באמצעות מבער מיוחד המצויד אוויר חם, מילוי בלון השטח, עשוי להעלות את המבנה כולו בגובה רב יותר במידה מספקת, העובדה היא כי האוויר החם קל יותר מאשר קר.

קרינה

כשאתה יושב מול האש, מחמם את בא ממנו חמה. אותו הדבר קורה אם אתה מביא ביד כדי נורה בוער, מבלי לגעת בו. כמו כן, תוכל להרגיש את החום. הדוגמות הגדולות של חום בבית והטבע הובילו אנרגיה סולארית. כל יום השמש עובר דרך חום 146 מיל. חלל ריק ק"מ עד האדמה עצמה. זהו הכוח המניע לכל צורות החיים ומערכות שקיימים על כוכב הלכת שלנו היום. ללא שיטה זו של שידור, היינו בצרה גדולה, והעולם יהיה די בסדר, כפי שאנו מכירים אותה.

קרינה - העברה חום באמצעות גלים אלקטרומגנטיים, אם גלי רדיו, אינפרא אדום, צילומי רנטגן או אור נראה. כל האובייקטים פולטים ובולעים אנרגיית קרינה, כולל האיש עצמו, אבל לא כל האובייקטים וחומרים להתמודד עם משימה זו גם לא פחות. דוגמאות של העברת חום בבית יכולות להיחשב באמצעות אנטנה קונבנציונלית. ככלל, מה הוא מקרינה טובה סופג גם כן. באשר האדמה, זה לוקח אנרגיה מן השמש, ולאחר מכן שולח אותו בחזרה לחלל. אנרגית קרינה זו נקראת הקרינה של כדור הארץ, וזה מה שמאפשר את החיים עצמם על פני כדור הארץ.

דוגמאות של העברת חום בטבע, חיים, הנדסה

העברת האנרגיה, במיוחד בחום, היא אזור יסוד של מחקר עבור כל המהנדסים. קרינה עושה כדור הארץ למגורים ומספקת אנרגיה סולארית מתחדשת. הסעה היא הבסיס של מכניקה, הוא אחראי על זרימת האוויר במבנים ואוורור בבניינים. מוליכות מאפשרות לחמם את המחבת, פשוט לשים אותו על האש.

דוגמאות רבות של העברת חום באמנות ובטבע ניכרות ונמצאות בכל מקום בעולמנו. כמעט כולם משחקים תפקיד חשוב, במיוחד בתחום של הנדסה מכאנית. לדוגמא, בעת תכנון מערכת אוורור בבניין מהנדס לחשב את אובדן החום של הבניין לתוך סביבתו, כמו גם העברת חום פנימית. יתר על כן, הם בוחרים חומרים למזער או למקסם את העברת החום באמצעות הרכיבים הבודדים כדי לייעל את יעילות.

אידוי

כאשר אטומים או מולקולות של נוזל (לדוגמא, מים) נחשפים כמות משמעותית של גז, הם נוטים להיכנס באופן ספונטני למצב גזים או להתאדות. הסיבה לכך היא המולקולות נעות כל זמן בכיוונים שונים ובמהירויות אקראיות מתנגשות אחד עם השני. במהלך התהליכים האלה, חלקם מקבל אנרגיה קינטית מספיק כדי להתרומם מעל מקור החימום.

עם זאת, אין כל המולקולות זמן כדי לאדות ולהיות קיטור. הכל תלוי בטמפרטורה. אז, בתוך כוס המים יתאדו יותר לאט מאשר במחבת מחוממת על הכיריים. מים רותחים מגדיל משמעותית את האנרגיה של המולקולות, אשר בתורו מאיץ את תהליך אידוי.

מושגים בסיסיים

• מוליכות - היא העברת חום דרך חומר על ידי מגע ישיר של אטומים או מולקולות.
• הסעה - היא העברת החום על ידי זרימת גז (לדוגמא, אוויר) או נוזל (לדוגמא, מים).
• קרינה - ההבדל בין הקליטה ואת ההשתקפות של כמות החום. יכולת זו תלויה מאוד על הצבע, חפצים שחור לספוג יותר חום מאשר אור.
• אידוי - הוא התהליך שבו אטומים או מולקולות במצב הנוזלי מתקבלים מספיק אנרגיה כדי להפוך גז או אדים.
• גזי חממה - גזים כי מלכודת חום השמש באטמוספרה, מפיקים את אפקט החממה. ישנם שני סוגים עיקריים - הוא אדי מים ופחמן דו-חמצני.
• אנרגיה מתחדשת - הוא משאבים בלתי מוגבלים כי במהירות ובאופן טבעי מתחדש. זה יכול לכלול את הדוגמאות הבאות של העברת חום בטבע ובטכנולוגיה: אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית.
• מוליכות תרמית - הקצב שבו החומר מעביר חום דרך עצמה.
• שיווי משקל תרמי - מדינה שבה כל החלקים של המערכת נמצאים באותו טווח הטמפרטורות.

יישום בפועל

דוגמאות רבות של העברת חום בטבע ובטכנולוגיה (בתמונה למעלה) עולות כי תהליכים אלה צריכים להילמד היטב ושירה טובה. מהנדס להשתמש בידע שלהם של העקרונות מעבר חום, לחקור טכנולוגיות חדשות, אשר כרוך בשימוש במשאבים מתחדשים מזיקים פחות לסביבה. נקודת המפתח היא להבין כי העברת האנרגיה פותחת אפשרויות אינסופיות עבור פתרונות הנדסיים ולא רק.