Thermal energy ay ang terminong ginagamit namin upang ilarawan ang antas ng aktibidad ng mga molekula sa isang bagay. Ang tumaas na paggulo ay, isang paraan o iba pa, na nauugnay sa pagtaas ng temperatura, habang sa malamig na mga bagay, ang mga atomo ay gumagalaw nang mas mabagal.
Matatagpuan ang mga halimbawa ng heat transfer saanman - sa kalikasan, teknolohiya at pang-araw-araw na buhay.
Mga halimbawa ng heat transfer
Ang pinakamalaking halimbawa ng paglipat ng init ay ang araw, na nagpapainit sa planetang Earth at lahat ng naririto. Sa pang-araw-araw na buhay, makakahanap ka ng maraming katulad na mga opsyon, sa isang mas kaunting pandaigdigang kahulugan. Kaya, ano ang ilang halimbawa ng paglipat ng init sa pang-araw-araw na buhay?
Narito ang ilan sa kanila:
- Gas o electric stove at, halimbawa, isang kawali para sa pagprito ng mga itlog.
- Ang mga automotive fuel gaya ng gasolina ay nagbibigay ng thermal energy sa makina.
- Ang kasamang toaster ay ginagawang toast ang isang piraso ng tinapay. Ito ay nauugnay sa nagliliwanagang thermal energy ng toast, na kumukuha ng moisture sa tinapay at ginagawa itong malutong.
- Nagpapainit ng kamay ang isang mainit na tasa ng umuusok na kakaw.
- Anumang apoy, mula sa apoy ng posporo hanggang sa malalaking sunog sa kagubatan.
- Kapag inilagay ang yelo sa isang basong tubig, natutunaw ito ng thermal energy mula sa tubig, ibig sabihin, ang tubig mismo ay pinagmumulan ng enerhiya.
- Ang radiator o heating system sa iyong tahanan ay nagbibigay ng init sa mahaba at malamig na buwan ng taglamig.
- Ang mga kumbensiyonal na oven ay pinagmumulan ng convection, bilang resulta kung saan ang pagkaing inilagay sa mga ito ay pinainit at nagsisimula ang proseso ng pagluluto.
- Maaaring makita ang mga halimbawa ng paglipat ng init sa iyong sariling katawan, na kumukuha ng isang piraso ng yelo sa iyong kamay.
- Thermal energy ay nasa loob ng pusa, na maaaring magpainit sa mga tuhod ng may-ari.
Ang init ay paggalaw
Patuloy na gumagalaw ang mga daloy ng init. Ang mga pangunahing paraan ng kanilang paghahatid ay maaaring tawaging convention, radiation at conduction. Tingnan natin ang mga konseptong ito nang mas detalyado.
Ano ang conductivity?
Marahil, marami ang nakapansin nang higit sa isang beses na sa parehong silid ang mga sensasyon mula sa paghawak sa sahig ay maaaring ganap na naiiba. Masarap at mainit ang paglalakad sa karpet, ngunit kung pumasok ka sa banyo na walang mga paa, ang isang kapansin-pansin na lamig ay agad na nagbibigay ng isang pakiramdam ng kagalakan. Hindi kung saan may underfloor heating.
Kaya bakit nagyeyelo ang naka-tile na ibabaw? Lahat kasi ehthermal conductivity. Ito ay isa sa tatlong uri ng paglipat ng init. Sa tuwing ang dalawang bagay na may magkaibang temperatura ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang thermal energy ay dadaan sa pagitan nila. Ang mga halimbawa ng paglipat ng init sa kasong ito ay kinabibilangan ng mga sumusunod: humawak sa isang metal na plato, ang kabilang dulo nito ay inilalagay sa ibabaw ng apoy ng kandila, sa paglipas ng panahon, maaari kang makaramdam ng pag-aapoy at sakit, at sa sandaling hinawakan mo ang bakal hawakan ng isang palayok ng kumukulong tubig, maaari kang masunog.
Conductivity factor
Ang mabuti o masamang conductivity ay depende sa ilang salik:
- Ang uri at kalidad ng materyal kung saan ginawa ang mga bagay.
- Ang ibabaw na bahagi ng dalawang bagay na magkadikit.
- Pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang bagay.
- Kapal at laki ng mga item.
Sa anyo ng equation, ganito ang hitsura: Ang rate ng paglipat ng init sa isang bagay ay katumbas ng thermal conductivity ng materyal kung saan ginawa ang bagay, mga beses sa surface area sa contact, mga beses sa pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng dalawang bagay, at hinati sa kapal ng materyal. Simple lang.
Mga halimbawa ng conductivity
Ang direktang paglipat ng init mula sa isang bagay patungo sa isa pa ay tinatawag na pagpapadaloy, at ang mga sangkap na mahusay na nagdadala ng init ay tinatawag na mga konduktor. Ang ilang mga materyales at sangkap ay hindi nakayanan nang maayos sa gawaing ito, sila ay tinatawag na mga insulator. Kabilang dito ang kahoy, plastik, fiberglass at maging ang hangin. Tulad ng alam mo, hindi talaga pinipigilan ng mga isolator ang daloy.init, ngunit pabagalin lang ito sa isang degree o iba pa.
Convection
Ang ganitong uri ng heat transfer, tulad ng convection, ay nangyayari sa lahat ng likido at gas. Makakakita ka ng mga ganitong halimbawa ng paglipat ng init sa kalikasan at sa pang-araw-araw na buhay. Habang umiinit ang likido, ang mga molekula sa ibaba ay nakakakuha ng enerhiya at gumagalaw nang mas mabilis, na nagreresulta sa pagbaba ng density. Ang mga molekula ng mainit na likido ay nagsisimulang gumalaw pataas habang ang coolant (ang mas siksik na likido) ay nagsisimulang lumubog. Matapos maabot ng mga cool na molekula ang ilalim, muli nilang natatanggap ang kanilang bahagi ng enerhiya at muli ay patungo sa itaas. Magpapatuloy ang cycle hangga't may pinagmumulan ng init sa ibaba.
Ang mga halimbawa ng paglipat ng init sa kalikasan ay maaaring ibigay tulad ng sumusunod: sa tulong ng isang espesyal na kagamitan na burner, ang mainit na hangin, na pinupuno ang espasyo ng isang lobo, ay maaaring itaas ang buong istraktura sa isang sapat na mataas na taas, ang bagay ay na ang mainit na hangin ay mas magaan kaysa sa malamig na hangin.
Radiation
Kapag nakaupo ka sa harap ng apoy, napapainit ka sa init na nagmumula rito. Ang parehong bagay ay nangyayari kung dadalhin mo ang iyong palad sa isang nasusunog na bombilya nang hindi ito hinahawakan. Magiinit din ang pakiramdam mo. Ang pinakamalaking halimbawa ng paglipat ng init sa pang-araw-araw na buhay at kalikasan ay pinangungunahan ng solar energy. Araw-araw, ang init ng araw ay dumadaan sa 146 milyong km ng walang laman na espasyo hanggang sa Earth mismo. Ito ang puwersang nagtutulak sa likod ng lahat ng anyo at sistema ng buhay na umiiral sa ating planeta ngayon. Kung wala ang ganitong paraan ng paghahatid, tayo ay nasa malaking problema, at ang mundo ay hindi magiging katulad natin.kilala natin siya.
Ang
Radiation ay ang paglipat ng init gamit ang mga electromagnetic wave, radio wave man, infrared, x-ray, o kahit na nakikitang liwanag. Ang lahat ng mga bagay ay naglalabas at sumisipsip ng nagniningning na enerhiya, kabilang ang tao mismo, ngunit hindi lahat ng mga bagay at sangkap ay nakayanan ang gawaing ito nang pantay-pantay. Ang mga halimbawa ng paglipat ng init sa pang-araw-araw na buhay ay maaaring isaalang-alang gamit ang isang maginoo na antenna. Bilang isang tuntunin, kung ano ang mahusay na nagniningning ay mahusay din sa pagsipsip. Tulad ng para sa Earth, tumatanggap ito ng enerhiya mula sa araw, at pagkatapos ay ibabalik ito sa kalawakan. Ang radiation energy na ito ay tinatawag na terrestrial radiation, at ito ang dahilan kung bakit posible ang buhay sa planeta.
Mga halimbawa ng paglipat ng init sa kalikasan, pang-araw-araw na buhay, teknolohiya
Transmission ng enerhiya, lalo na ang thermal, ay isang pangunahing lugar ng pag-aaral para sa lahat ng mga inhinyero. Ginagawa ng radiation na matitirahan ang Earth at nagbibigay ng renewable solar energy. Ang kombeksyon ay ang batayan ng mekanika, ay responsable para sa daloy ng hangin sa mga gusali at pagpapalitan ng hangin sa mga bahay. Nagbibigay-daan sa iyo ang conductivity na magpainit ng kaldero sa pamamagitan lamang ng paglalagay nito sa apoy.
Maraming halimbawa ng paglipat ng init sa teknolohiya at kalikasan ay halata at matatagpuan sa buong mundo natin. Halos lahat sila ay may mahalagang papel, lalo na sa larangan ng mechanical engineering. Halimbawa, kapag nagdidisenyo ng sistema ng bentilasyon ng gusali, kinakalkula ng mga inhinyero ang paglipat ng init mula sa gusali sa paligid nito, pati na rin ang panloob na paglipat ng init. Bilang karagdagan, pinipili nila ang mga materyales na nagpapaliit o nagpapalaki ng paglipat ng init.sa pamamagitan ng mga indibidwal na bahagi upang ma-optimize ang kahusayan.
Pagsingaw
Kapag ang mga atom o molekula ng isang likido (tulad ng tubig) ay nalantad sa malaking dami ng gas, malamang na kusang pumasok ang mga ito sa estadong puno ng gas o sumingaw. Ito ay dahil ang mga molecule ay patuloy na gumagalaw sa iba't ibang direksyon sa random na bilis at nagbanggaan sa isa't isa. Sa mga prosesong ito, ang ilan sa kanila ay tumatanggap ng kinetic energy na sapat upang itaboy ang kanilang mga sarili mula sa pinagmumulan ng init.
Gayunpaman, hindi lahat ng molekula ay may oras na sumingaw at maging singaw ng tubig. Ang lahat ay nakasalalay sa temperatura. Kaya, ang tubig sa isang baso ay sumingaw nang mas mabagal kaysa sa isang kawali na pinainit sa kalan. Ang kumukulong tubig ay lubos na nagpapataas ng enerhiya ng mga molekula, na siya namang nagpapabilis sa proseso ng pagsingaw.
Mga pangunahing konsepto
- Ang conductivity ay ang paglipat ng init sa pamamagitan ng isang substance sa pamamagitan ng direktang pagdikit ng mga atom o molekula.
- Ang convection ay ang paglipat ng init sa pamamagitan ng sirkulasyon ng isang gas (tulad ng hangin) o isang likido (tulad ng tubig).
- Radiation ay ang pagkakaiba sa pagitan ng dami ng init na na-absorb at na-reflect. Ang kakayahang ito ay lubos na nakadepende sa kulay, ang mga itim na bagay ay sumisipsip ng higit na init kaysa sa mga magagaan na bagay.
- Ang evaporation ay ang proseso kung saan ang mga atom o molekula sa isang likidong estado ay nakakakuha ng sapat na enerhiya upang maging isang gas o singaw.
- Greenhouse gases ay mga gas na kumukuha ng init ng araw sa atmospera ng Earth, na gumagawa ng greenhouse gas. Epekto. Mayroong dalawang pangunahing kategorya - singaw ng tubig at carbon dioxide.
- Ang mga mapagkukunan ng nababagong enerhiya ay walang limitasyong mga mapagkukunan na mabilis at natural na napupunan. Kabilang dito ang mga sumusunod na halimbawa ng paglipat ng init sa kalikasan at teknolohiya: hangin at solar energy.
- Thermal conductivity ay ang rate kung saan ang isang materyal ay naglilipat ng thermal energy sa pamamagitan ng sarili nito.
- Thermal equilibrium ay isang estado kung saan ang lahat ng bahagi ng system ay nasa parehong temperatura.
Ang
Ang
Praktikal na aplikasyon
Maraming halimbawa ng paglipat ng init sa kalikasan at teknolohiya (mga larawan sa itaas) ay nagpapahiwatig na ang mga prosesong ito ay dapat pag-aralan nang mabuti at pagsilbihan para sa kabutihan. Inilalapat ng mga inhinyero ang kanilang kaalaman sa mga prinsipyo ng paglipat ng init, pagsasaliksik ng mga bagong teknolohiya na nauugnay sa paggamit ng mga nababagong mapagkukunan at hindi gaanong nakakasira sa kapaligiran. Ang susi ay ang pag-unawa na ang paglipat ng enerhiya ay nagbubukas ng walang katapusang mga posibilidad para sa mga solusyon sa engineering at higit pa.
