Применение уравнения теплопроводности в жизни

Применение уравнения теплопроводности в жизни

Введение

Для того чтобы превратить мертвые сокровища

в живую, полезную нам силу,

необходимо иметь огромное количество

дисциплинированной воли, научных знаний

и технически умелых рук.

Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Физика обладает необыкновенным свойством: изучая самые простые явления можно вывести общие законы. В этом году я начал изучать новый предмет — физику. Явление теплопроводности изучается в 8 классе, но при изучении молекулярного строения различных веществ мне стал интересен вопрос о различной теплопроводности материалов. Он меня очень сильно заинтересовал, потому — что, чем больше я узнаю, тем больше понимаю: многие физические закономерности можно получить из собственных наблюдений и опытов. Изучая самые простые явления можно вывести общие законы. Замечательным местом для наблюдения физических явлений и проведения экспериментов является обычная квартира. Дома можно, на мой взгляд, и поэкспериментировать, и понаблюдать, а потом, хорошо поразмыслив, найти тесную взаимосвязь увиденного и полученного с тем, что мы изучаем на уроках физики. Конечно, всё охватить просто невозможно. Но, всё-таки, на ряд вопросов я сумел найти ответы и, самое главное, попытался объяснить их с точки зрения физики. На некоторые вопросы нашел ответы в дополнительной литературе, в справочниках, а на некоторые догадался сам, так как кое-что усвоил с уроков физики.

Цель работы — исследовать теплопроводность материалов, применить полученные знания в жизни.

Актуальность работы заключается в том, чтобы уметь эффективно применять новые технологии и полученные знания при исследовании на практике.

Теплопроводность материалов

Теплопроводность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.).

Теплопроводность — количественная характеристика способности тел к проведению тепла. Показателем теплопроводности материалов служит коэффициент теплопроводности. В численном выражении данная характеристика равняется количеству тепла, проходящего сквозь тот или материал толщиною в 1 м и площадью 1 кв.м/сек при единичном температурном диапазоне.

Особенности теплопроводности материалов, из которых изготовлена

кухонная посуда.

Это очень важный показатель, по которому можно сравнить разную посуду по применимости её на кухне. На диаграмме 1 приведу сравнение теплопроводностейразных материалов, из которых изготавливается различная посуда.

Из диаграммы видно, что теплопроводность серебра и золота очень высока, но это дорогостоящие металлы, а низкая теплопроводность у чугуна и углеродистой стали.

Алюминиевая посуда

Многие годы, как рассказала мне мама, алюминиевая посуда устраивала большинство людей. Совсем недавно алюминиевая посуда занимала главенствующее место на кухне. В отличие от бронзы, меди, железа, серебра и золота, известных уже много столетий, алюминий используется в производстве посуды недавно. Алюминиевые кастрюли легки, долговечны и недороги. Посуда, изготовленная из алюминия, обладает отличной теплопроводностью, поэтому пища в ней готовится быстро. В алюминиевой кастрюле хорошо кипятить молоко (чтобы оно не пригорело, кастрюлю надо ополоснуть холодной водой), варить овощи и каши. Алюминиевую посуду не рекомендуется использовать для приготовления борщей и кислых щей, тушения мяса и овощей, использования для квашения и соления, для хранения пищи.

Так как алюминий довольно мягкий металл, то он легко соскребается с поверхности. Но из школьного курса химии известно, что на воздухе алюминий покрывается тонкой плёнкой оксида алюминия, которая легко разрушается и также легко восстанавливается. Пища в алюминиевой посуде легко пригорает, отмывается же с большим трудом. Отмывать алюминиевую посуду, используя металлическую мочалку или щётку, нельзя. Алюминиевая посуда с тонкими стенками легко деформируется, утрачивая свой первоначальный вид и привлекательность.

Помимо чистого алюминия в производстве посуды используются и его сплавы. Эта посуда получается очень красивой: серебристо-матовой, полированной. Изготавливается различной толщины, в зависимости от её предназначения: толстая (от двух с половиной миллиметров) и тяжёлая для гусятниц и казанов, тонкая (до полутора миллиметров) и лёгкая для сковородок.

Посуда из чугуна

Посуда из чугуна довольно прочная и может служить годами, передаваясь из поколения в поколение. Так как чугун имеет сравнительно низкую теплопроводность, то посуда, изготовленная из чугуна, довольно медленно нагревается. Зато распределение тепла идёт более равномерно и тепло сохраняется дольше. Чугунная посуда хороша для приготовления блюд, требующих много времени: плова, тушении мяса, овощей, птицы. Чтобы к поверхности чугунной посуды что-то пригорело надо очень постараться. Чугунные сковороды хороши при приготовлении блинов и различных других блюд. Чугунная посуда не боится царапин, не деформируется, не тускнеет. Минусом чугунной посуды является её склонность к ржавлению, её необходимо вытирать после мойки. Также не стоит оставлять в чугунной посуде приготовленные блюда, они могут окисляться и изменять свой внешний вид и вкусовые качества. Эти недостатки отсутствуют у чугунной посуды покрытой эмалью.

Эмалированная посуда

Эмалированная посуда продолжительное время была альтернативой алюминиевой посуде. Она изготавливается из чугуна или железа и покрывается двумя-тремя слоями стекловидной эмали – инертное вещество, защищающее металл от коррозии. Это сочетание стало возможным, потому что они имеют одинаковый коэффициент теплового расширения. Ну а механические свойства их — совершенно различны.

Эмалированная поверхность этой посуды очень хрупкая, и при ударах на ней могут образовываться сколы. Готовить в посуде имеющей даже небольшие сколы не рекомендуется, через них вредные вещества могут попасть в пищу. Поэтому надо внимательно следить за целостностью покрытия и стараться не допускать его повреждения. Чистить такую посуду необходимо мягкими губками, не применяя абразивных средств и грубых мочалок. Скол может образоваться и из-за резкого перепада температур – не надо ставить разогретую кастрюлю на холодную и мокрую поверхность.

В эмалированной посуде пища пригорает даже больше, чем в алюминиевой. Для того чтобы молоко при кипячении в такой посуде не пригорело, его надо постоянно помешивать.

Медная и латунная посуда

Посуда из меди преобладала на кухне сотни лет. Вплоть до начала XX века из нее повсеместно делали котлы, кастрюли, сотейники, ковши. Сегодня из медной и латунной посуды чаще всего можно встретить джезвы, или турки для варки кофе. Чтобы избежать вредного воздействия оксидов меди, турки изнутри лудят (покрывают слоем пищевого олова).

Менее вредным и более твердым является сплав меди с цинком — латунная посуда. Но, оставаясь все-таки вредной, такая посуда значительно теряет в показателе теплопроводности. Поэтому в наше время из меди и латуни можно встретить лишь турки для варки кофе и самовары. Но и медь, и латунь до сих пор используют для производства кухонной посуды, но в сочетании с нержавеющей сталью. Таким образом, стали придают недостающие ей положительные качества этих металлов.

На самом деле медь, бронза и латунь сейчас тоже используются в производстве кухонной посуды, но в сочетании с нержавеющей сталью, придавая стали качества, которых ей недостает.

Посуда из нержавеющей стали

Нержавеющей сталью называют сплав железа с хромом и никелем. Этому сплаву не страшны щёлочи и кислоты, он не влияет на вкусовые качества пищи, моется очень легко, почти не царапается, имеет привлекательный внешний вид. Посуда из нержавеющей стали, наверное, лучшая из всех. Она удобна, гигиенична и практически вечна.

Качественная посуда из нержавеющей стали стоит дороже тефлоновой, а та, в которой применяется «слоёное» дно, значительно дороже. Дно такой посуды состоит из своеобразного «сендвича» из нескольких слоёв разных металлов, имеющих высокую теплопроводность: меди, бронзы и алюминия. Благодаря этому происходит равномерное распределение тепла, что позволяет блюдам готовиться быстрее, при этом не подгорая.

Посуда из нержавеющей стали моется легко и всегда сохраняет красивый вид. Она более долговечна, чем тефлоновая. В ней можно хранить приготовленную пищу.

Что «не нравится» посуде из нержавеющей стали? Если в ней продолжительное время находится крепкий рассол, на поверхности появляются пятна. Впрочем, их легко можно отчистить.

Вывод: Таким образом, в зависимости от теплопроводности применяют различную посуду. Но также я обратил внимание, что ручки у сковородок, чайников, кастрюль делают из дерева или пластмассы, так как эти вещества обладают плохой теплопроводностью.

При варке еды используется посуда из разного материала. Наибольшей теплопроводностью обладают алюминий и медь.

Применение теплопроводности при строительстве

Разные материалы имеют различную теплопроводность, и чем она ниже, тем меньше теплообмен внутренней среды обитания с внешней. Это значит, что зимой в таком доме сохраняется тепло, а летом – прохлада. При возведении разного рода конструкций, включая жилые дома, необходимы знания о теплопроводности строительных материалов, в том числе таких, как минеральная вата, пенополистирол, пенополиуретан и др.

В диаграмме 2 представлены материалы, используемые в строительстве и отделке зданий.

Так наибольшей теплопроводностью обладает бетон, стекло, а у дерева практически в 6 раз меньше. Чтобы достичь такого же тепла в доме из кирпича, какое дает деревянный сруб, толщина кирпичных стен должна превышать в три раза толщину стен постройки из дерева.

Отопительная система

Задача любой системы отопления является эффективная передача энергии от теплоносителя (горячей воды) в помещение. Обогрев одними трубами неэффективен, так как они имеют малую площадь нагреваемой поверхности. Для этого используют специальные элементы системы отопления – радиаторы. Радиаторы предназначены для повышения теплопередачи накопившейся в системе тепловой энергии в помещение. Они представляют собой секционную или монолитную конструкцию, внутри которой циркулирует теплоноситель. Основные характеристики радиатора отопления:

габаритные размеры (кол-во секций),

Последнее является существенным показателем, так как определяет фактическое количество энергии, передаваемое от поверхности радиатора в комнату. В диаграмме 3 показаны коэффициенты теплопроводности для основных материалов изготовления радиаторов.

Чем выше этот показатель, тем меньше тепловых потерь будет при передаче энергии от теплоносителя в помещение. Как видно, лучший материал для изготовления радиаторов – это медь. Но из-за высокой стоимости и технологической сложности изготовления они менее всего популярны. Чаще используют стальные или алюминиевые модели. Нередко применение в конструкции сочетание вышеописанных элементов. Каждый из производителей указывает мощность теплоотдачи для своих изделий. Она напрямую зависит от температуры воды в системе отопления на начальном (выход из котла) и конечном (ввод обратки в котел) отрезке и температуры в помещении. Практически все производители указывают величину перепада температуры в системе, пример: 90/70 . Именно для этой величины определена теплоотдача в паспорте радиатора.

Для начала современные радиаторы отопления можно классифицировать по материалу, из которого они изготовлены:

Чугунные радиаторы отопления

Чугунные радиаторы — привычное явление в квартирах советского периода. К недостаткам такого радиатора относится низкая теплопроводность чугуна. Нагрев поверхности такого радиатора до 45 о С требует температуры теплоносителя в 60-75 о С, а в системах центрального отопления вода такой температуры часто не доходила. Низкая теплопроводность чугуна приводит к высокой инерционности системы, не позволяя быстро изменять температуру в комнате. Современные чугунные радиаторы, или как мы привыкли называть «батареи», получили более усовершенствованный дизайн, по своему внешнему виду они не уступают алюминиевым или стальным радиаторам. Им не страшны ни ржавая вода, ни бактерии в системе, ни прочие «опасности», губительные для других видов радиатора.

Алюминиевые радиаторы отопления

Алюминиевые радиаторы сегодня захватили массовый рынок, их ассортимент постоянно пополняется, дизайн улучшается, ценовой диапазон расширяется…

Эти батареи подойдут и под современный стиль интерьера, прекрасно «впишутся» в офисных помещениях, незаметно «спрячутся» под подоконником или столом.

Огромный «плюс» таких радиаторов отопления в высокой теплопроводности алюминия — в четыре раза больше, чем у чугуна (коэффициент теплопроводности алюминия -230, а у чугуна — 50). Такие радиаторы почти мгновенно прогреваются и отдают тепло в помещение.

Не менее большой «минус» таких радиаторов в том, что они очень чувствительны к качеству теплоносителя (воды). Алюминий вступает в химическую реакцию с водой. А оксидная пленка, образованная при контакте с воздухом на внутренней поверхности батарей, может быть повреждена химически и механически «грязной» водой. Восстановиться в этой среде без доступа кислорода она не сможет.

Внимание! Алюминиевые радиаторы запрещено надолго оставлять в системе с закрытыми кранами, особенно летом.

В качественных современных алюминиевых радиаторах делают внутреннее защитное полимерное покрытие. Также алюминиевые радиаторы чувствительны к скачкам давления — их нежелательно использовать в системах центрального отопления, так как возможен их разрыв вследствие гидравлического удара.

Стальные радиаторы отопления

Определяясь с ответом на вопрос, какими радиаторами отопления лучше оборудовать свой дом, следует обратить внимание на стальных представителей данного «семейства». Они не требовательны к условиям, могут использоваться как в жилых помещениях, так и в офисных или производственных помещениях. И при этом у стальных радиаторов высокая теплоотдача, которая объясняется не столько теплопроводностью стали, сколько малой толщиной стенок радиатора. Однако, сталь в воде ржавеет, а значит, что срок службы таких радиаторов тоже ограничен — в среднем 15 лет.

Самые дорогие стальные радиаторы изготавливаются из нержавеющей стали. Обычно их используют в ванных комнатах в качестве полотенцесушителей. А если бюджет позволяет — такие радиаторы можно изготовить для всего дома.

Биметаллические радиаторы отопления

Биметаллические радиаторы объединили в себе надежность стальных и тепловые параметры алюминиевых радиаторов. Что отразилось, конечно же, на их цене.

Биметаллический радиатор — это алюминиевая батарея, внутри которой находятся стальные трубы, по которым течет вода. Такие радиаторы выдерживают гидравлические удары и их можно использовать в системах центрального отопления. Ставить такие радиаторы в частном доме может быть экономически не оправдано.

Существуют варианты биметаллических радиаторов с медными трубами. Это, можно сказать, идеальный вариант радиатора на сегодняшний день — теплопроводность меди еще выше, чем у алюминия, и она не коррозирует при контакте с водой. Однако цена его довольно высока.

Вывод: конечно, наилучшим радиатором был бы радиатор, полностью изготовленный из меди (коэффициент теплопроводности — 380) или серебра (коэффициент теплопроводности — 430). Для сравнения — коэффициент теплопроводности стали и чугуна — 52-56. Во всех перечисленные видах радиаторов можно выделить три экономические группы:

радиаторы эконом-класса (простые модели из алюминия и чугуна);

представители среднего класса (модели из ряда стальных и биметаллических радиаторов);

радиаторы премиум-класса (некоторые модели биметаллических радиаторов, чугунные радиаторы художественного литья, батареи из нержавеющей стали).

Исследование

Применение знаний о теплопроводности материалов

в быту

Цель исследования — показать важность практического применения теплопроводности

Задачи исследования:

объяснить наблюдаемые явления, основываясь на физические законы;

пополнить знания по физике, изучив дополнительную литературу и ресурсы Интернет по наблюдаемым явлениям.

Гипотеза исследования: тела имеют различную теплопроводность, знания о которой необходимы в жизни.

Объект исследования: бытовые принадлежности.

Предмет исследования: физические явления, происходящие с предметами.

Значимость исследования: успешно изучая физику можно более эффективно применять знания в конкретных ситуациях

Место исследования: квартира.

Методы исследования: наблюдение, сравнение, вычисление, эксперимент.

Наблюдение и эксперимент

Опыт 1. Нагревание и охлаждение воды в емкостях из разного материала.

Вид емкости (1л)

Время, необходимое для закипания

Время, необходимое для охлаждения до комнатной температуры

Металлическая с покрытием

Вывод: в емкости из материала маленькой плотности (2700 кг/м 3 ) вода нагревается до кипения быстрее, чем в емкости с большей плотностью

(7300 кг/м 3 ). Теплопроводность материала связана с его плотностью, чем плотность меньше, тем теплопроводность выше.

Опыт 2. Согревание ледышек.

Испытаниям подверглись фольга, вата и бумага.

Я решил кубики льда обернуть в различные материалы и проверить, какой кубик быстрее растает, предположив, что в фольге лед дольше сохранится, но ошибся! Спустя 30 минут получил результат.

Лед в фольге растаял быстрее остальных образцов. На фотографии слева на право (лед был в фольге, в бумаге, в вате). Из ваты достал чуть подтаявший кубик. Алюминий 202—236 Вт/мК, вата 0,055 Вт/мК, бумага 0,14 Вт/мК.

Вывод: алюминиевая фольга не сохранит ледышку. Лучше это сделает вата, потому что теплопроводность ваты гораздо меньше, чем у алюминия.

Опыт 3. Нагревание различных материалов.

Описание работы:

Взял металлическую ложку, деревянную и пластмассовую линейки.

На одном уровне каждого предмета закрепил с помощью куска масла замороженную горошину.

Опустил предметы в стакан с горячей водой (Приложение 1).

Вывод: после проведения опыта, я понял, что благодаря теплопроводности тепло перейдёт от воды к погруженному в неё предмету и растопит масло под горошиной. Металл оказался лучшим проводником, чем дерево и пластмасса. Поэтому кастрюли и сковородки делают из металла, чтобы они быстро нагревались на плите. Дерево и пластик плохо проводят тепло. Поэтому ручки кухонных принадлежностей часто изготавливают из дерева, чтобы мы не обожглись.

Опыт 4. Сравнение теплопроводности серебра, меди и железа.

Описание работы:

Взял серебряную, медную и железную пластины.

Сверху каждой пластины положил подкрашенный марганцовкой кусочек льда.

Налил в емкость горячей воды.

Вывод: могу с уверенностью сказать, что наилучшим проводником тепла является серебро, затем медь и железо.

Сравнение и вычисление

Мои родители летом запланировали ремонт квартиры, в том числе и отопительной системы. Встал вопрос относительно того, какие радиаторы отопления лучше? Рынок строительных материалов сейчас просто переполнен предложениями различных производителей, и чтобы сделать оптимально правильный выбор, необходимы знания преимуществ и недостатков радиаторов различных типов, а так же их ценовой уровень.

Исследуя ценовой рынок и свойства материала я составил таблицу:

Наименование изделия

Цена, руб.

Материал

Плюсы

Минусы

Легкий, быстро нагревается, недорогой, хороший дизайн.

Не выдерживает скачки давления, чувствителен к качеству воды, быстро остывает.

Сталь, нержавеющая сталь

Высокая теплоотдача; если сталь нержавеющая, то не вступает в реакцию с водой, выдерживает скачки давления, хороший дизайн.

В зависимости от стали чувствителен к воде, тяжелый, дорогой.

Алюминий, сталь, медь

Легче стального, выдерживает скачки давления, хороший дизайн.

Не экономичен для частных домов, высокая цена с медью.

Низкая теплоотдача, требует покраски, тяжелый.

Не прихотлив к воде, долговечен, недорогой.

Вывод: сравнив характеристики радиаторов, я с родителями пришел к выводу, что лучше установить панельный биметаллический радиатор. Такие радиаторы отличаются высоким уровнем теплоотдачи, благодаря специальной конструкции, закрытой по бокам, но с открытым верхом и низом. В них хорошо сочетается прочность стали с высокой теплоотдачей алюминия. Следует учитывать, что ширина радиатора должна составлять как минимум 50 % от ширины окна. Сумма необходимая на приобретение радиаторов составит 30 000 рублей.

Заключение.

Начав экспериментировать, я и не предполагал, что это будет столь интересно и познавательно! Наблюдения и эксперимент позволили проверить истинность теоретических выводов, объяснять известные явления природы и научные факты. Проводимые мной домашние эксперименты повысили интерес к изучению предмета.

Мною были проведены 4 опыта. В результате наблюдения, сравнения, вычислений, измерений, экспериментов я убедился, что знания по физике имеют большую жизненную значимость.

Данная работа пополнила мой багаж знаний, и я доволен результатом своей работы.

В перспективе мне бы хотелось более подробно изучить теплопроводность материалов, используемых при отделке и изоляции зданий, а так же при возможности получить видимое изображение излучения различных веществ.

Рекомендации

При выборе кухонной посуды не стоит забывать, что посуда должна быть не только износостойкой, но и эффективной в процессе приготовления.

Ручки у кастрюль и сковород должны быть из плохо проводящего материала.

Не наливайте кипяток в стеклянную посуду резко, лучше положить металлическую ложку.

Всегда используйте рекомендованные источники тепла.

Не используйте сильный огонь при приготовлении пищи без воды и не оставляйте пустую посуду на огне.

При длительном интенсивном нагревании ручки посуды и крышек могут нагреться. Пользуйтесь прихватками и кухонными рукавицами.

Сыпьте соль только на пищу, а не на дно посуды, разводите ее в жидкости. Перед тем как добавить соль, уксус или другие заправки и специи, убедитесь в том, что жидкость хорошо нагрелась или кипит, тогда заправки растворятся быстро, не вызывая окисления стенок посуды из нержавеющей стали и изменения внешнего вида.

При выборе радиаторов следует покупать оборудование с показателем рабочего давления на 2-3 атмосферы больше, чем указанное испытательное давление системы. Их размер должен быть подобран таким образом, чтобы обеспечивалась циркуляция воздуха: между полом и оборудованием расстояние должно составлять 7-10 см, от подоконника – 10-15 см, а от стены – 3-5 см.

Тепловая мощность радиатора для обогрева стандартной комнаты с одной дверью и окном составляет 90-120 Вт. Если в помещении высокие потолки, больше окон, а сама комната угловая, то мощность увеличивают в 1,7 раз. Помните, что во время покупки необходимо проверить наличие воздуховыпускного клапана, который позволяет самостоятельно убрать образовавшиеся воздушные пробки.

Перспективы и актуальность теплопроводности материалов.

Новый рекорд теплопроводности: медь в нокауте!

Научно-исследовательские разработки в Японии идут семимильными шагами – доказательством тому количество лауреатов Нобелевской премии за этот год из данной страны. Вот и известная торговыми марками Panasonic, JVC и еще полудюжиной имен корпорация MatsushitaElectronicsзаявила миру о революционной разработке – новом полимерном материале PGS (по-русски означает «пиролитическая графитовая пленка»), теплопроводность которого выше аналогичных показателей меди в два раза (800 Вт/м*К)! До этого медь считалась самым лучшим проводником тепла среди промышленных материалов. Про алюминий можно вообще забыть – его показатели в три раза меньше по сравнению с PGS. Самое удивительное, что материал очень легок – его плотность всего 1 г/куб.см – как и у воды, что в 9 раз меньше, чем у меди, и в 3 раза меньше, чем у алюминия. Материал очень гибкий, выдерживает температуры до 400 градусов, обладает малым термическим сопротивлением и высокой скоростью передачи тепла.

Жидкие теплоизоляторы КОРУНД — новейшая разработка.

Новейшая разработка волгоградских ученых, ничем с виду от обычной краски не отличаются. Но зато действуют как тепловой барьер, конкурирующий с традиционными утеплителями типа минеральной ваты или пенополиуретана. Понятно, что такой материал не должен остаться без внимания всех, кто думает, как сделать фасад своего дома энергоэффективным.

Если в пересчете на деньги — это где-то по материалу, ну, скажем так, около 40000 руб. В сравнении — если, например, делать сейчас обрешетку и ставить вентилируемую теплоизоляцию, сайдингом обшивать — это будет намного дороже, намного дольше. В Волгограде ей покрыты десятки километров трубопроводов с горячей водой. В сравнении с минеральной ватой, которой десятки лет обертывали трубы, идущие над землей, теплопотери снизились на 60%. Владельцы квартир говорят, что экономию почувствовали в своих кошельках.

Это вода и акрил, ну, и немного наших секретов. Сфера керамическая сама по себе — она абсолютно безвредна, потому что это просто керамический полый шарик, внутри которого вакуум. Т. е. на стену фактически наносится акриловая краска с керамической микросферой и вакуумом внутри. При этом присутствует легкий запах аммиака, но лишь первые 10-15 минут.

Рынок чудо-красок в России развивается весьма бурно.

И волгоградский центр — отнюдь не единственный игрок на нем.

К примеру, на запрос «теплосберегающие краски» поисковик «Яндекса» выдает 131000 ответов, предлагая как российские, так и зарубежные материалы. Ну, а перспективы этого бизнеса напрямую связаны с ростом тарифов на свет и на газ: чем они выше, тем и спрос на энергосберегающие технологии больше.

Корпорация NEC разработала новый биопластик с теплопроводностью выше, чем у нержавеющей стали.

Корпорация NEC (NEC Corporation) разработала совершенно новый тип биопластика на основе материалов растительного происхождения и угольных волокон. Характеристики теплопроводности такого биопластика выше, чем у нержавеющей стали. Как предполагают разработчики, применение нового типа биопластика при изготовлении электронных устройств сделает их экологически более безопасными и одновременно позволит решить извечную проблему теплоотведения.

Новый биопластик имеет следующие особенности:

1. Создание структуры угольного волокна с поперечной межмолекулярной связью путем использования уникального связующего вещества, содержащегося в смоле полимолочной кислоты, позволяет достичь высокой степени теплового рассеяния (при укреплении примерно десятью процентами угольных волокон этот биопластик может передавать тепло не менее эффективно, чем нержавеющая сталь; при смеси с тридцатью процентами угольных волокон этот вид биопластика передает в 2 раза больше тепла). При этом значительно улучшаются показатели теплопроводности смолистой пластины PLA в плоскостном направлении (именно этот параметр труднее всего обеспечить в случае применения металлических пластин).2. Этот экологически совершенно безопасный композитный материал состоит, в основном, из компонентов на основе биомассы, включая связующее вещество (доля содержания биомассы превышает 90%, остальное содержание приходится на неорганические компоненты, например, угольное волокно).3. Новый композитный материал был тщательно протестирован на прочность и пластичность и рекомендован для использования в электронных продуктах.

Литература

Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. Москва. Добросвет. Издательство МЦНМО, 2005.

Гулиа Н. В. «О чём молчали учебники»

Елькин В.И. Необычные учебные материалы по физике. Москва. Школа-Пресс, 2000.

Ковтунович М.Г. «Домашний эксперимент по физике 7-11 классы». Москва. Владос. 2007г.

Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чём не узнаешь уроке. Ярославль. Академия развития, 1999.

Перельман Я.И. Занимательная физика. М.: Наука, 1976.

Перельман Я.И.Физическая смекалка. М.: Омега, 1994.

Ресурсы Интернет: www.wikipedia.org

Приложение 1. Нагревание различных материалов.

Описание работы:

Взял металлическую ложку, деревянную и пластмассовую линейки.

На одном уровне каждого предмета закрепил с помощью куска масла замороженную горошину.

Виды теплопередачи

• Участник:Ромашов Владимир Михайлович
• Руководитель: Гурьянова Галина Александровна

Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.

Техника безопасности по теме «Тепловые явления»

1. Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
3. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
4. Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
5. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
6. Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
7. При выполнение опытов нельзя пользоваться разбитой стеклянной посудой или посудой с трещинами.
8. Стеклянные колбы при нагревании нужно ставить на асбестовые сетки. Воду можно нагревать до 60–70°С.
9. Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку с совком.
10. Нельзя оставлять без присмотра нагревательные приборы.
11. Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
12. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.
13. Берегите оборудование и используйте его по назначению.
14. При получении травмы обратитесь к учителю.

Введение

В своей работе по теме «Виды теплопередачи» я проведу и объясню три эксперимента, описанные в учебнике Перышкина А.В. Физика. 8класс.

Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.

Выдвигаемая гипотеза: внутреннюю энергию тел можно изменять путем теплопередачи. Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Опыт № 1. Теплопроводность

На примере этого опыта я хотел показать действие теплопроводности наглядно. При нормальных условиях тепло должно передаваться равномерно вследствие колебательных движений частиц.

К металлической линейке с помощью воска я прикрепил несколько кнопок. Закрепив линейку в штативе, я начал нагревать один конец линейки с помощью спиртовки. Линейка начала постепенно нагреваться, это можно доказать тем, что воск начал таять постепенно и кнопки поочерёдно начали отпадать.

Вывод из опыта № 1

Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура в следующей части линейки. При теплопроводности не происходит переноса самого вещества. Теплопроводность металла хорошая, у жидкостей невелика, у газов еще меньше.

Применения теплопроводности

• Теплопроводность используется при плавлении металлов.
• В электронике используют настолько плотное расположение плат, что теплоноситель проникает туда с трудом. Поэтому приходится тепло от электронных чипов отводить теплопроводностью.
• Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. В кухонной посуде ручки чайников и кастрюль обычно делают деревянными или пластмассовыми в связи с тем, что у дерева и пластмассы плохая теплопроводность.
• Поверхность утюга, которой гладят металлическая, чтобы хорошо прогревалась, а вся остальная часть утюга пластмассовая, чтобы не обжечься.
• Плохую теплопроводность газов в основном используют, как теплоизоляцию, чтобы предохранять помещения от замерзания.
• Плохая теплопроводность газов используется в окнах. Между двумя стёклами в окне находится воздух, поэтому воздух долгое время сохраняет тепло.
• Термос работает по такому же принципу, что и окно. Между внутренними стенками и внешними находится воздух, и тепло очень медленно уходит.
• Теплопроводность газов используется во многих строительных материалах, например, в кирпичах. В кирпиче находятся отверстия не просто так, а для сохранения тепла. Стены состоят из двух слоёв, между которыми находится воздух, это сделано для сохранения тепла.
• Дома в зонах вечной мерзлоты строят на сваях.
• Тонкой полиэтиленовой плёнкой можно защищать растения от холода, потому что полиэтилен – плохой проводник тепла.
• Материалы, не пропускающие тепло, используются при космических полётах, чтобы пилоты не замерзали.
• Горячие предметы лучше брать сухой тряпкой, нежели мокрой, потому что воздух хуже проводит тепло, чем вода.

Теплопроводность в природе

У многих не перелётных птиц температура лапок и тела может различаться до 30 °С. Это связано с тем, что им приходится ходить по холодной земле или по снегу, чтобы не замёрзнуть, низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу.

Образование ветра это тоже теплопроводность. Зарождаются ветра обычно около водоёмов. Днём суша нагревается быстрее чем вода, то есть над водой воздух более холодный, следовательно, его давление выше, чем у воздуха, который над сушей, и ветер начинает дуть в сторону суши. Ночью же суша остывает быстрее, чем над водой, и воздух над ней становится холоднее, чем тот, что над водой и ветер дует в сторону воды.

Мех животных обладает плохой теплопроводностью, что защищает их от перегрева и замерзания.

Снег, будучи плохим проводником тепла, предохраняет озимые посевы от вымерзания.

Внешняя температура тела у человека держится постоянной благодаря теплопроводности и её свойству, согласно которому, при взаимодействии микрочастиц они передают друг другу тепло.

Интересные факты о теплопроводности

Самую большую теплопроводность имеет алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше чем у меди. Если алмазную ложечку опустить в горячий чай, то вы сразу обожжётесь из-за того, что тепло дошло до конца ложки.

Теплопроводность стекла настолько мала, что вы можете взять стеклянную палочку, раскаленную посередине, за концы, и при этом даже не почувствовать тепла.

Итальянские учёные изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Лето в ней не буде жарко, а зимой – холодно. Это связано с тем, что она сшита из специального материала, не пропускающего тепло.

Опыт № 2. Излучение

В этом опыте я хотел показать способ передачи тепла без взаимодействия двух тел. Тепло должно передаваться приёмнику, а тот в свою очередь пускать его через трубку в жидкостный манометр. Вследствие нагрева воздуха в колене соединённом с жидкостным манометром, жидкость должна опуститься.

Я соединил колено жидкостного манометра с теплоприемником. Зажёг спиртовку и поднёс к ней теплоприёмник светлой стороной, но на определённое расстояние. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, немного уменьшилась. Выровняв количество жидкости в манометре, я снова поднёс теплоприемник к источнику тепла, но уже тёмной стороной. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, уменьшилась, но значительно сильнее и быстрее. Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился, стал давить на жидкость в колене манометра.

Вывод из опыта № 2

Энергия передавалась не теплопроводностью. Между нагретым телом и теплоприемником находился воздух – плохой проводник тепла. Следовательно, в данном случае передача энергии происходит путем излучения.

Передача тепла излучением отличается от других видов теплопередачи. Она может осуществляться даже в полном вакууме.

Важным и отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит, что если поместить тело в теплоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии. Часть тепла полученного излучением поглощается, а часть отражается.

Применения излучения

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется на практике. Так, поверхность воздушных шаров, крылья самолетов красят в серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем.

Лучевой нагрев помещения специальными инфракрасными радиаторами. Такой нагрев более эффективный, чем нагрев конвекцией, так как лучи свободно проходят сквозь воздух.

Излучение используют на космических аппаратах. Так как там нет воздуха, не получится по-другому передать тепло.

Если находиться рядом с лампой накаливания можно почувствовать тепло исходящее от неё.

Солнечные батареи работают по принципу излучения. Солнце испускает мощные тепловые лучи. Солнечные батареи принимают тепловые лучи и перерабатывают их в энергию. Такие батареи хорошие приёмники для солнечных лучей, потому что их поверхность тёмного цвета, и они хорошо нагреваются. Такие батареи используются на космических станциях и спутниках.

От компьютеров и мобильных телефонов тоже исходит тепловые лучи.

Приборы ночного видения. Такие приборы сделаны из материалов способных превращать тепловые излучения в видимые. Такие приборы используются для съёмки в абсолютной темноте. Они способны улавливать различные участки, температура которых различается на сотые доли градуса.

Интересные факты

Чем более тёмное тело, тем лучше оно поглощает тепло. Зеркальные поверхности отражают тепло полученное излучением. Абсолютно черное тело – физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах.

Когда объект нагревается до высокой температуры, он начинает светиться красным цветом. В процессе дальнейшего нагревания объекта, цвет его излучения меняется, проходя через оранжевый, желтый, и дальше по спектру, чем горячее — тем меньше длина волны излучения.

Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, то часть его отражается, а часть ими поглощается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Змеи отлично воспринимают тепловое излучение, но не глазами, а кожей. Поэтому и в полной темноте они способны обнаружить теплокровную жертву. Гремучие змеи и сибирские щитомордники реагируют на изменения температуры до тысячной доли градуса.

80 процентов тепла тела излучается головой человека.

Если бы не свойства излучения, то земля бы замёрзла. Так как земля постоянно излучает тепловые лучи в бесконечное пространство.

Глаза таракана чувствуют колебания температуры в сотую долю градуса.
На каждый квадратный метр земной поверхности попадает около 1 кВт тепловой энергии Солнца, что достаточно, чтобы вскипятить чайник за считанные минуты.

Опыт № 3. Конвекция

Рассмотрю явление передачи тепла с помощью конвекции. Этим опытом я хочу показать, как действует конвекция. Если опыт пройдёт успешно, то тепло должно передаваться снизу вверх.

Я налил холодную воду в колбу и добавил туда марганцовокислого калия для того, чтобы видно было процесс нагрева. Зажег спиртовку и начал подогревать колбу. Видно, как струи подкрашенной воды поднимаются вверх. Нагретые слои жидкости – менее плотные и поэтому более легкие – вытесняются более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается.

Вывод из опыта № 3

При конвекции энергия переносится самими струями жидкости или газа. При конвекции происходит перенос вещества в пространстве. Для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу. Конвекция в твердых телах происходить не может.

Конвекция бывает двух видов: естественная – нагревание жидкости или газа и его самостоятельное движение; принудительная – смешивание жидкостей или газов с помощью насосов или вентиляторов.

Применение конвекции

Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. Далее тепло от дна кастрюли поступает в воду и распространяется по всему объему воды путем конвекции.

Конвекция используется в конвекционных печах или микроволновках. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон.

В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным.

Батареи отопления в жилых помещениях располагаются снизу, а не сверху, потому что тёплый воздух поднимается вверх и помещение прогревается везде одинаково, если бы батареи располагались у потолка, то помещение бы не нагревалось вовсе.

Батареи располагаются именно под окнами, потому что горячий воздух поднимается и распространяется по комнате, а сам уступает место холодному воздуху, поступающему из окна.

Конвекция используется в двигателях внутреннего сгорания. Если воздух не будет поступать в камеру сгорания, то горение прекратится. Из-за горения воздух там расширяется, давление уменьшается и холодный воздух поступает внутрь. К двигателю внутреннего сгорания обязательно должен поступать воздух.

Одним из средств повышения температуры участка почвы и припочвенного воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Участок почвы покрывают стеклянными рамами или прозрачными пленками. Стекло хорошо пропускает видимое солнечное излучение, которое, попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли. Кроме того, стекло препятствует движению тёплого воздуха вверх, то есть осуществлению конвекции. Таким образом, теплица является ловушкой энергии.

Вентилятор фена прогоняет воздух через трубу с тонкой длинной нагревательной спиралью. Спираль нагревается проходящим по ней электрическим током. Далее происходит передача тепла от разогретой спирали окружающему её воздуху. Здесь используется явление принудительной вентиляции воздуха и явление теплопередачи.

Конвекция в природе

Конвекция участвует в образовании ветра. Если бы работала только теплопроводность, то ветров бы почти не было, но благодаря конвекции теплый воздух поднимается над сушей и уступая холодному воздуху.

Благодаря конвекции появляются облака и тучи. Так как вода испаряется, конвекция подгоняет пар высоко вверх, и там образуются облака под воздействием холодного воздуха и низкого давления.

Конвекция участвует в возникновении волн. Волны появляются благодаря ветру, а ветер в свою очередь благодаря конвекции и теплопередачи, следовательно, без конвекции волн не могло бы быть.

Стекло начинает замерзать снизу раньше, чем сверху. Это происходит потому, что холодный воздух более плотный и опускается вниз и тем самым замораживает поверхность стекла.

Листья осины дрожат даже в безветренную погоду. У листьев осины длинные, тонкие и сплющенные черенки, имеющие очень малую изгибную жесткость, поэтому листья осины чувствительны к любым, незначительным потокам воздуха. Даже в безветренную погоду, особенно в жару, над землей имеются вертикальные конвекционные потоки. Они и заставляют дрожать осину.

Интересные факты

В сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.

Выводы из проделанных опытов

Если изменение внутренней энергии происходит путем теплопередачи, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией или излучением. Когда температуры тел выравниваются, теплопередача прекращается.

Примеры теплопередачи в природе, в быту

Тепловая энергия является термином, который мы используем для описания уровня активности молекул в объекте. Повышенная возбужденность, так или иначе, связана с увеличением температуры, в то время как в холодных объектах атомы перемещаются намного медленней.

Примеры теплопередачи можно встретить повсюду — в природе, технике и повседневной жизни.

Примеры передачи тепловой энергии

Самым большим примером передачи тепла является солнце, которое согревает планету Земля и все, что на ней находится. В повседневной жизни можно встретить массу подобных вариантов, только в гораздо менее глобальном смысле. Итак, какие же примеры теплопередачи можно наблюдать в быту?

Вот некоторые из них:

• Газовая или электрическая плита и, например, сковорода для жарки яиц.
• Автомобильные виды топлива, такие как бензин, являются источниками тепловой энергии для двигателя.
• Включенный тостер превращает кусок хлеба в тост. Это связано с лучистой тепловой энергией тоста, который вытягивает влагу из хлеба и делает его хрустящим.
• Горячая чашка дымящегося какао согревает руки.
• Любое пламя, начиная от спичечного пламени и заканчивая массивными лесными пожарами.
• Когда лед помещают в стакан с водой, тепловая энергия из воды его плавит, то есть сама вода является источником энергии.

Тепло — это движение

Тепловые потоки находятся в постоянном движении. Основными способами их передачи можно назвать конвенцию, излучение и проводимость. Давайте рассмотрим эти понятия более подробно.

Что такое проводимость?

Возможно, многие не раз замечали, что в одном и том же помещении ощущения от прикосновения с полом могут быть совершенно разные. Приятно и тепло ходить по ковру, но если зайти в ванную комнату босыми ногами, ощутимая прохлада сразу дает чувство бодрости. Только не в том случае, где есть подогрев полов.

Так почему же плиточная поверхность мерзнет? Это все из-за теплопроводности. Это один из трех типов передачи тепла. Всякий раз, когда два объекта различных температур находятся в контакте друг с другом, тепловая энергия будет проходить между ними. Примеры теплопередачи в этом случае можно привести следующие: держась за металлическую пластину, другой конец которой будет помещен над пламенем свечи, со временем можно почувствовать жжение и боль, а в момент прикосновения к железной ручке кастрюли с кипящей водой можно получить ожог.

Факторы проводимости

Хорошая или плохая проводимость зависит от нескольких факторов:

• Вид и качество материала, из которого сделаны предметы.
• Площадь поверхности двух объектов, находящихся в контакте.
• Разница температур между двумя объектами.
• Толщина и размер предметов.

В форме уравнения это выглядит следующим образом: скорость передачи тепла к объекту равна теплопроводности материала, из которого изготовлен объект, умноженной на площадь поверхности в контакте, умноженной на разность температур между двумя объектами и деленной на толщину материала. Все просто.

Примеры проводимости

Прямая передача тепла от одного объекта к другому называются проводимостью, а вещества, которые хорошо проводят тепло, называются проводниками. Некоторые материалы и вещества плохо справляются с этой задачей, их называют изоляторами. К ним относят древесину, пластмассу, стекловолокно и даже воздух. Как известно, изоляторы фактически не останавливают поток тепла, а просто его замедляют в той или иной степени.

Конвекция

Такой вид теплопередачи, как конвекция, происходит во всех жидкостях и газах. Можно встретить такие примеры теплопередачи в природе и в быту. Когда жидкость нагревается, молекулы в нижней части набирают энергию и начинают двигаться быстрее, что приводит к уменьшению плотности. Теплые молекулы текучей среды начинают двигаться вверх, в то время как охладитель (более плотная жидкость) начинает тонуть. После того как прохладные молекулы достигают дна, они опять получают свою долю энергии и снова стремятся к вершине. Цикл продолжается до тех пор, пока существует источник тепла в нижней части.

Примеры теплопередачи в природе можно привести следующие: при помощи специального оборудованной горелки теплый воздух, наполняя пространство воздушного шара, может поднять всю конструкцию на достаточно большую высоту, все дело в том, что теплый воздух легче холодного.

Излучение

Когда вы сидите перед костром, вас согревает исходящее от него тепло. То же самое происходит, если поднести ладонь к горящей лампочке, не дотрагиваясь до нее. Вы тоже почувствуете тепло. Самые крупные примеры теплопередачи в быту и природе возглавляет солнечная энергия. Каждый день тепло солнца проходит через 146 млн. км пустого пространства вплоть до самой Земли. Это движущая сила для всех форм и систем жизни, которые существуют на нашей планете сегодня. Без этого способа передачи мы были бы в большой беде, и мир был бы совсем не тот, каким мы его знаем.

Излучение — это передача тепла с помощью электромагнитных волн, будь то радиоволны, инфракрасные, рентгеновские лучи или даже видимый свет. Все объекты излучают и поглощают лучистую энергию, включая самого человека, однако не все предметы и вещества справляются с этой задачей одинаково хорошо. Примеры теплопередачи в быту можно рассмотреть при помощи обычной антенны. Как правило, то, что хорошо излучает, также хорошо и поглощает. Что касается Земли, то она принимает энергию от солнца, а затем отдает ее обратно в космос. Эта энергия излучения называется земной радиацией, и это то, что делает возможной саму жизнь на планете.

Примеры теплопередачи в природе, быту, технике

Передача энергии, в частности тепловой, является фундаментальной областью исследования для всех инженеров. Излучение делает Землю пригодной для обитания и дает возобновляемую солнечную энергию. Конвекция является основой механики, отвечает за потоки воздуха в зданиях и воздухообмен в домах. Проводимость позволяет нагревать кастрюлю, всего лишь поставив ее на огонь.

Многочисленные примеры теплопередачи в технике и природе очевидны и встречаются повсюду в нашем мире. Практически все из них играют большую роль, особенно в области машиностроения. Например, при проектировании системы вентиляции здания инженеры высчитывают теплоотдачу здания в его окрестностях, а также внутреннюю передачу тепла. Кроме того, они выбирают материалы, которые сводят к минимуму или максимизируют передачу тепла через отдельные компоненты для оптимизации эффективности.

Испарение

Когда атомы или молекулы жидкости (например, воды) подвергаются воздействию значительного объема газа, они имеют тенденцию самопроизвольно войти в газообразное состояние или испариться. Это происходит потому, что молекулы постоянно движутся в разных направлениях при случайных скоростях и сталкиваются друг с другом. В ходе этих процессов некоторые из них получают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы отталкиваться от источника нагревания.

Однако не все молекулы успевают испариться и стать водяным паром. Все зависит от температуры. Так, вода в стакане будет испаряться медленнее, чем в нагреваемой на плите кастрюле. Кипение воды значительно увеличивает энергию молекул, что, в свою очередь, ускоряет процесс испарения.

Основные понятия

• Проводимость — это передача тепла через вещество при непосредственном контакте атомов или молекул.
• Конвекция — это передача тепла за счет циркуляции газа (например, воздуха) или жидкости (например, воды).
• Излучение — это разница между поглощенным и отраженным количеством тепла. Эта способность сильно зависит от цвета, черные объекты поглощают больше тепла, чем светлые.
• Испарение — это процесс, при котором атомы или молекулы в жидком состоянии получают достаточно энергии, чтобы стать газом или паром.
• Парниковые газы — это газы, которые задерживают тепло солнца в атмосфере Земли, производя парниковый эффект. Выделяют две основные категории — это водяной пар и углекислый газ.
• Возобновляемые источники энергии — это безграничные ресурсы, которые быстро и естественно пополняются. Сюда можно отнести следующие примеры теплопередачи в природе и технике: ветры и энергию солнца.
• Теплопроводность — это скорость, с которой материал передает тепловую энергию через себя.
• Тепловое равновесие — это состояние, в котором все части системы находятся в одинаковом температурном режиме.

Применение на практике

Многочисленные примеры теплопередачи в природе и технике (картинки выше) указывают на то, что эти процессы должны быть хорошо изучены и служили во благо. Инженеры применяют свои знания о принципах передачи тепла, исследуют новые технологии, которые связаны с использованием возобновляемых ресурсов и являются менее разрушительными для окружающей среды. Ключевым моментом является понимание того, что перенос энергии открывает бесконечные возможности для инженерных решений и не только.