Теплоотдача водяного теплого пола


Cover_print_c корешком

%PDF-1.7 % 69 0 obj > stream Adobe Illustrator CC 2017 (Windows)2020-01-13T13:37:35+03:002020-01-13T13:37:34+04:002020-01-13T13:37:35+03:00application/pdf

  • Cover_print_c корешком
  • fetisoveg
  • Adobe PDF library 15.00xmp.did:c85e3e20-9128-eb41-9a5b-fc9866ed43ccuuid:e412d3df-b55d-4206-abbb-e1040e53d2dfuuid:1ceb498f-0e69-4e86-802a-6a03f1ffda7fproof:pdfuuid:35ab0aa7-5b40-42b8-857f-082e90d6ebcexmp.did:27a2b14a-0012-e04f-81ca-232733446a3euuid:1ceb498f-0e69-4e86-802a-6a03f1ffda7fproof:pdf
  • savedxmp.iid:e594d6f5-21a2-9e46-88f1-4eae9e6a31e02019-01-22T16:00:35+03:00Adobe Illustrator CC 22.1 (Windows)/
  • savedxmp.iid:c85e3e20-9128-eb41-9a5b-fc9866ed43cc2020-01-13T13:37:20+03:00Adobe Illustrator CC 2017 (Windows)/
  • 1FalseTrue922.062988661.276001Points
  • Cyan
  • Magenta
  • Yellow
  • Black
  • Группа образцов по умолчанию0
  • 21.0.0 endstream endobj 68 0 obj > endobj 70 0 obj > endobj 73 0 obj > stream HyTSwoɞc [5laQIBHADED2mtFOE.c}08׎8GNg9w߽

    Общий коэффициент теплопередачи для жидкостей

    Общий коэффициент теплопередачи используется для расчета общей теплопередачи через стену или конструкцию теплообменника. Общий коэффициент теплопередачи зависит от жидкостей и их свойств с обеих сторон стены, свойств стены и поверхности передачи.

    Для практически неподвижных жидкостей - средние значения общего коэффициента теплопередачи через различные комбинации жидкостей с обеих сторон стены и типа стены - указаны в таблице ниже:

    Жидкость Материал на поверхности передачи Жидкость Общий коэффициент теплопередачи
    - U -
    (БТЕ / (фут 2 час o F)) (Вт / (м 2 K))
    Вода Чугун Воздух или газ 1.4 7,9
    Вода Мягкая сталь Воздух или газ 2,0 11,3
    Вода Медь Воздух или газ 2,3 13,1
    Вода Чугун Вода 40-50 230-280
    Вода Мягкая сталь Вода 60-70 340-400
    Вода Медь Вода 60-80 340-455
    Воздух Чугун Воздух 1.0 5,7
    Воздух Мягкая сталь Воздух 1,4 7,9
    Пар Чугун Воздух 2,0 11,3
    Пар Мягкая сталь Воздух 2,5 14,2
    Пар Медь Воздух 3,0 17
    Пар Чугун Вода 160 910
    Пар Мягкая сталь Вода 185 1050
    Пар Медь Вода 205 1160
    Пар Нержавеющая сталь Вода 120 680

    Обратите внимание, что эти коэффициенты верны. у грубый.Они зависят от скорости жидкости, вязкости, состояния поверхностей нагрева, величины перепада температур и т. Д. Для точных расчетов - всегда проверяйте производственные данные.

    Пример - теплообменник вода-воздух из меди

    Приблизительная оценка удельной теплопередачи в медном теплообменнике с водой (средняя температура 80 o ° C ) с одной стороны и воздухом (средняя температура 20 o C ) с другой стороны - где общий коэффициент теплопередачи U равен 13.1 Вт / (м 2 K) - можно рассчитать как

    q = (13,1 Вт / (м 2 K)) ((80 o C) - (20 o C))

    = 786 Вт / м 2

    ≈ 750-800 Вт / м 2

    .

    Конвективная теплопередача

    Тепловая энергия, передаваемая между поверхностью и движущейся жидкостью с разными температурами - известна как конвекция .

    На самом деле это комбинация диффузии и объемного движения молекул. Вблизи поверхности скорость жидкости мала, и преобладает диффузия. На расстоянии от поверхности объемное движение усиливает влияние и преобладает.

    Конвективная теплопередача может быть

    • принудительной или вспомогательной конвекцией
    • естественной или свободной конвекцией

    принудительной или вспомогательной конвекцией

    принудительной конвекцией, когда поток жидкости индуцируется внешняя сила, такая как насос, вентилятор или смеситель.

    Естественная или свободная конвекция

    Естественная конвекция вызывается выталкивающими силами из-за разницы плотности, вызванной колебаниями температуры в жидкости. При нагревании изменение плотности в пограничном слое заставит жидкость подниматься и заменяться более холодной жидкостью, которая также будет нагреваться и подниматься. Это продолжающееся явление называется свободной или естественной конвекцией.

    Процессы кипения или конденсации также называют конвективными процессами теплопередачи.

    • Теплопередача на единицу поверхности за счет конвекции была впервые описана Ньютоном, и это соотношение известно как закон охлаждения Ньютона .

    Уравнение конвекции может быть выражено как:

    q = h c A dT (1)

    , где

    q = теплопередача за единицу времени (Вт, БТЕ / ч)

    A = площадь теплопередачи поверхности (м 2 , футы 2 )

    h c = коэффициент конвективной теплопередачи процесса ( Вт / (м 2o C, Btu / (фут 2 h o F) )

    dT = разница температур между поверхностью и основной жидкостью ( o C, F)

    Коэффициенты теплопередачи - единицы

    Коэффициенты конвективной теплопередачи

    Коэффициенты конвективной теплопередачи - ч c - в зависимости от t тип среды, будь то газ или жидкость, и свойства потока, такие как скорость, вязкость и другие свойства, зависящие от потока и температуры.

    Типичные коэффициенты конвективной теплопередачи для некоторых распространенных применений потока жидкости:

    • Свободная конвекция - воздух, газы и сухие пары: 0,5 - 1000 (Вт / (м 2 K))
    • Свободная конвекция - вода и жидкости: 50 - 3000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция - воздух, газы и сухие пары: 10 - 1000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция - вода и жидкости: 50 - 10000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция - жидкие металлы: 5000 - 40000 (Вт / (м 2 K))
    • Кипящая вода: 3.000 - 100,000 (Вт / (м 2 K))
    • Водяной пар конденсата: 5.000 - 100,000 (Вт / (м 2 K))
    Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

    Коэффициент конвективной теплопередачи для потока воздуха может быть приблизительно равен

    ч c = 10,45 - v + 10 v 1/2 (2)

    где

    h c = коэффициент теплопередачи (кКал / м 2 ч ° C)

    v = относительная скорость между поверхностью объекта и воздухом (м / с)

    Начиная с

    1 ккал / м 2 ч ° С = 1.16 Вт / м 2 ° C

    - (2) можно изменить на

    ч cW = 12,12 - 1,16 v + 11,6 v 1/2 (2b)

    где

    ч cW = коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 ° C )

    Примечание! - это эмпирическое уравнение, которое может использоваться для скоростей от 2 до 20 м / с .

    Пример - конвективная теплопередача

    Жидкость течет по плоской поверхности 1 м на 1 м. Температура поверхности 50 o C , температура жидкости 20 o C и коэффициент конвективной теплопередачи 2000 Вт / м 2o С . Конвективную теплопередачу между более горячей поверхностью и более холодным воздухом можно рассчитать как

    q = (2000 Вт / (м 2o C)) ((1 м) (1 м)) ((50 o C) - (20 o C))

    = 60000 (Вт)

    = 60 (кВт)

    Калькулятор конвективной теплопередачи

    Таблица конвективной теплопередачи

    .

    Общий коэффициент теплопередачи

    Теплопередача через поверхность, например стену, может быть рассчитана как

    q = UA dT (1)

    , где

    q = теплопередача (Вт (Дж / с), БТЕ / ч)

    U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / (м 2 K), БТЕ / (фут 2 ч o F) )

    A = площадь стены (м 2 , фут 2 )

    dT = (t 1 - t 2 )

    = разница температур по стене ( o C, o F)

    Общий коэффициент теплопередачи для многослойной стены, трубы или теплообменника - с потоком жидкости с каждой стороны стены - можно рассчитать как

    1 / UA = 1 / ч ci A i + Σ (s 9004 5 n / k n A n ) + 1 / h co A o (2)

    где

    U = общий коэффициент теплопередачи (Вт / (м 2 K), БТЕ / (фут 2 ч o F) )

    k n = теплопроводность материала в слое n (Вт / (м · K), БТЕ / (час · фут · ° F) )

    h ci, o = внутренняя или внешняя стенка индивидуальная жидкость конвекция коэффициент теплопередачи (Вт / (м 2 K), Btu / (фут 2 h o F) )

    s n = толщина слоя n ( м, футы)

    9 0002 Плоская стена с равной площадью во всех слоях - можно упростить до

    1 / U = 1 / h ci + Σ (s n / k n ) + 1 / h co (3)

    Теплопроводность - k - для некоторых типичных материалов (проводимость не зависит от температуры)

    • Полипропилен PP: 0.1 - 0,22 Вт / (м · К)
    • Нержавеющая сталь: 16 - 24 Вт / (м · К)
    • Алюминий: 205 - 250 Вт / (м · К)
    Преобразовать между Метрические и британские единицы
    • 1 Вт / (м · К) = 0,5779 БТЕ / (фут · ч o F)
    • 1 Вт / (м 2 K) = 0,85984 ккал / (hm 2 o C) = 0,1761 Btu / (ft 2 h o F)

    Коэффициент конвективной теплопередачи - h - зависит от

    • тип жидкости - газ или жидкость
    • свойства потока, такие как скорость
    • другие свойства, зависящие от потока и температуры

    Коэффициент конвективной теплопередачи для некоторых распространенных жидкостей:

    • Воздух - от 10 до 100 Вт / м 2 K
    • Вода - 500 до 10 000 Вт / м 2 K

    Многослойные стены - Калькулятор теплопередачи

    Этот калькулятор можно использовать для расчета общего коэффициента теплопередачи и теплопередачи через многослойную стену.Калькулятор является универсальным и может использоваться для метрических или британских единиц при условии, что единицы используются последовательно.

    A - площадь (м 2 , футов 2 )

    t 1 - температура 1 ( o C, o F)

    t 2 - температура 2 ( o C, o F)

    h ci - коэффициент конвективной теплоотдачи внутри стенки (Вт / (м 2 K), БТЕ / ( футов 2 ч o F) )

    с 1 - толщина 1 (м, фут) k 1 - теплопроводность 1 (Вт / (м K) , БТЕ / (час фут ° F) )

    с 2 - толщина 2 (м, фут) k 2 - теплопроводность 2 (Вт / (м · К), Британские тепловые единицы / (час фут ° F) )

    с 3 - толщина 3 (м, фут) k 3 - теплопроводность 3 (Вт / (м · K), БТЕ / (час · фут · ° F) )

    h co - коэффициент конвективной теплопередачи снаружи стены ( Вт / (м 2 K), БТЕ / (фут 2 h o F) )

    Тепловое сопротивление теплопередачи

    Сопротивление теплопередачи банка быть выражено как

    R = 1 / U (4)

    где

    R = сопротивление теплопередаче (м 2 K / W, ft 2 h ° F / BTU)

    Стена разделена на участки термического сопротивления, где

    • теплопередача между жидкостью и стеной - это одно сопротивление
    • сама стена является одним сопротивлением
    • передача между стеной и t Вторая жидкость - это тепловое сопротивление.

    Поверхностные покрытия или слои «обожженного» продукта добавляют дополнительное тепловое сопротивление стенкам, снижая общий коэффициент теплопередачи.

    Некоторые типичные сопротивления теплопередаче
    • статический слой воздуха, 40 мм (1,57 дюйма) : R = 0,18 м 2 K / Вт
    • внутреннее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: R = 0,13 м 2 K / W
    • внешнее сопротивление теплопередаче, горизонтальный ток: R = 0,04 м 2 K / W
    • внутреннее сопротивление теплопередаче, тепловой ток снизу вверх: R = 0,10 м 2 K / W
    • внешнее сопротивление теплопередаче, тепловой ток сверху вниз: R = 0.17 м 2 K / W

    Пример - теплопередача в теплообменнике воздух-воздух

    Пластинчатый теплообменник воздух-воздух площадью 2 м 2 и толщиной стенки 0,1 мм может быть изготовлен в полипропилен PP, алюминий или нержавеющая сталь.

    Коэффициент конвекции тепла для воздуха составляет 50 Вт / м 2 K . Температура внутри теплообменника 100 o C , а наружная температура 20 o C .

    Общий коэффициент теплопередачи U на единицу площади можно рассчитать, изменив (3) на

    U = 1 / (1 / h ci + s / k + 1 / h co ) (3b)

    Общий коэффициент теплопередачи для теплообменника из полипропилена

    • с теплопроводностью 0,1 Вт / мК составляет

    U PP = 1 / (1 / ( 50 Вт / м 2 K ) + ( 0.1 мм ) (10 -3 м / мм) / ( 0,1 Вт / мK ) + 1/ ( 50 Вт / м 2 K ) )

    = 24,4 Вт / м 2 K

    Теплопередача

    q = ( 24,4 Вт / м 2 K ) ( 2 м 2 ) (( 100 o C ) - (2 0 o C ))

    = 3904 W

    = 3.9 кВт

    • нержавеющая сталь с теплопроводностью 16 Вт / м · К :

    U SS = 1 / (1 / ( 50 Вт / м 2 K ) + ( 0,1 мм ) (10 -3 м / мм) / ( 16 Вт / мK ) + 1/ ( 50 Вт / м 2 K ) )

    = 25 Вт / м 2 K

    Теплопередача

    q = ( 25 Вт / м 2 K ) ( 2 м 2 ) (( 100 o C ) - (2 0 o C ))

    = 4000 Вт

    = 4 кВт

    • алюминий с теплопроводностью 205 Вт / мK :

    U Al = 1 / (1 / ( 50 Вт / м 2 K 90 077) + ( 0.1 мм ) (10 -3 м / мм) / (205 Вт / мK ) + 1/ ( 50 Вт / м 2 K ) )

    = 25 Вт / м 2 K

    Теплопередача

    q = ( 25 Вт / м 2 K ) ( 2 м 2 ) (( 100 o C ) - (2 0 o C ))

    = 4000 Вт

    = 4 кВт

    • 1 Вт / (м 2 К) = 0.85984 ккал / (hm 2 o C) = 0,1761 Btu / (ft 2 h o F)

    Типичный общий коэффициент теплопередачи

    • Газ свободной конвекции - газ свободной конвекции: U = 1-2 Вт / м 2 K (типичное окно, воздух из помещения через стекло)
    • Газ с свободной конвекцией - принудительная жидкая (проточная) вода: U = 5-15 Вт / м 2 K (типовые радиаторы центрального отопления)
    • Свободная конвекция газа - конденсирующийся пар Вода: U = 5-20 Вт / м 2 K (типовые паровые радиаторы)
    • Принудительная конвекция (проточная) Газ - Свободная конвекция газ: U = 3-10 Вт / м 2 K (пароперегреватели)
    • Принудительная конвекция (проточный) Газ - Принудительная конвекция Газ: U = 10-30 Вт / м 2 K (газы теплообменника)
    • Принудительная конвекция (проточный) газ - Принудительная жидкая (проточная) вода: U = 10-50 Вт / м 2 9 0022 K (газовые охладители)
    • Принудительная конвекция (проточный) Газ - конденсирующийся пар Вода: U = 10-50 Вт / м 2 K (воздухонагреватели)
    • Безжидкостная конвекция - принудительная конвекция Газ: U = 10-50 Вт / м 2 K (газовый котел)
    • Жидкостная конвекция - свободная конвекция Жидкость: U = 25-500 Вт / м 2 K (масляная баня для отопления)
    • Без жидкости Конвекция - принудительный ток жидкости (вода): U = 50 - 100 Вт / м 2 K (нагревательный змеевик в воде в резервуаре, вода без рулевого управления), 500-2000 Вт / м 2 K (нагревательный змеевик в резервуарной воде) , вода с рулевым управлением)
    • Конвекция без жидкости - Конденсирующийся пар воды: U = 300 - 1000 Вт / м 2 K (паровые рубашки вокруг сосудов с мешалками, вода), 150 - 500 Вт / м 2 K (другие жидкости)
    • Принудительная жидкость (текущая) вода - газ свободной конвекции: U = 10-40 Вт / м 2 K (горючий камера сгорания + излучение)
    • Принудительная жидкость (текущая) вода - Свободная конвекционная жидкость: U = 500 - 1500 Вт / м 2 K (охлаждающий змеевик - перемешиваемый)
    • Принудительная жидкость (текущая) вода - Принудительная жидкость (проточная вода): U = 900 - 2500 Вт / м 2 K (теплообменник вода / вода)
    • Принудительная жидкая (проточная) вода - Конденсирующий пар водяной: U = 1000 - 4000 Вт / м 2 K (конденсаторы водяного пара)
    • Кипящая жидкая вода - свободная конвекция, газ: U = 10-40 Вт / м 2 K (паровой котел + излучение)
    • Кипящая жидкая вода - принудительный поток жидкости (вода) : U = 300 - 1000 Вт / м 2 K (испарение холодильников или охладителей рассола)
    • Кипящая жидкая вода - Конденсирующий пар воды: U = 1500 - 6000 Вт / м 2 K (испарители пар / вода)
    .

    11.2 Тепло, удельная теплоемкость и теплопередача

    Проводимость, конвекция и излучение

    Теплообмен происходит всякий раз, когда возникает разница температур. Теплообмен может происходить быстро, например, через сковороду, или медленно, например, через стенки изолированного холодильника.

    Существует три различных метода теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда все три могут происходить одновременно. См. Рисунок 11.3.

    Рисунок 11.3 В камине теплопередача происходит всеми тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Излучение отвечает за большую часть тепла, передаваемого в комнату. Передача тепла также происходит через проводимость в комнату, но гораздо медленнее. Теплообмен за счет конвекции также происходит через холодный воздух, поступающий в комнату вокруг окон, и горячий воздух, покидающий комнату, поднимаясь вверх по дымоходу.

    Проводимость - это передача тепла при прямом физическом контакте. Тепло, передаваемое между электрической горелкой печи и дном сковороды, передается за счет теплопроводности.Иногда мы пытаемся контролировать теплопроводность, чтобы чувствовать себя более комфортно. Поскольку скорость теплопередачи у разных материалов разная, мы выбираем ткани, такие как толстый шерстяной свитер, которые замедляют отвод тепла от нашего тела зимой.

    Когда вы идете босиком по ковру в гостиной, ваши ноги чувствуют себя относительно комфортно… пока вы не ступите на кафельный пол кухни. Поскольку ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру, почему один из них холоднее другого? Это объясняется разной скоростью теплопередачи: материал плитки отводит тепло от вашей кожи с большей скоростью, чем ковровое покрытие, что делает его более холодным.

    Некоторые материалы просто проводят тепловую энергию быстрее, чем другие. В целом металлы (например, медь, алюминий, золото и серебро) являются хорошими проводниками тепла, тогда как такие материалы, как дерево, пластик и резина, плохо проводят тепло.

    На рисунке 11.4 показаны частицы (атомы или молекулы) в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия частицы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две частицы сталкиваются, энергия передается от частицы с большей кинетической энергией к частице с меньшей кинетической энергией.Когда два тела находятся в контакте, происходит много столкновений частиц, что приводит к чистому потоку тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Тепловой поток зависит от разности температур ΔT = Thot-TcoldΔT = Thot-Tcold. Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана.

    Рис. 11.4. Частицы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из областей с высокой температурой в области с низкой температурой.На этой иллюстрации частица в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую кинетическую энергию перед столкновением, но ее кинетическая энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью. Напротив, частица в более высокотемпературной области (левая сторона) имеет большую кинетическую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

    Конвекция - это передача тепла движением жидкости. Такой тип теплопередачи происходит, например, в котле, кипящем на плите, или во время грозы, когда горячий воздух поднимается к основанию облаков.

    Советы для успеха

    В обиходе термин жидкость обычно означает жидкость. Например, когда вы заболели и врач говорит вам «выпить жидкости», это означает только пить больше напитков, а не вдыхать больше воздуха. Однако в физике жидкость означает жидкость или газ . Жидкости движутся иначе, чем твердый материал, и даже имеют свой собственный раздел физики, известный как гидродинамика , изучающий их движение.

    При повышении температуры жидкости они расширяются и становятся менее плотными.Например, на рис. 11.4 может быть изображена стенка воздушного шара с газами внутри воздушного шара с другой температурой, чем снаружи в окружающей среде. Более горячие и, следовательно, быстро движущиеся частицы газа внутри воздушного шара ударяются о поверхность с большей силой, чем более холодный воздух снаружи, заставляя воздушный шар расширяться. Это уменьшение плотности по отношению к окружающей среде создает плавучесть (тенденцию к повышению). Конвекция обусловлена ​​плавучестью - горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотен, чем окружающий воздух.

    Иногда мы контролируем температуру своего дома или самих себя, контролируя движение воздуха. Герметизация дверей герметичным уплотнением защищает от холодного ветра зимой. Дом на рис. 11.5 и горшок с водой на плите на рис. 11.6 являются примерами конвекции и плавучести, созданными человеком. Океанские течения и крупномасштабная атмосферная циркуляция переносят энергию из одной части земного шара в другую и являются примерами естественной конвекции.

    Рисунок 11.5 Воздух, нагретый так называемой гравитационной печью, расширяется и поднимается вверх, образуя конвективную петлю, которая передает энергию другим частям комнаты. По мере того, как воздух охлаждается у потолка и внешних стен, он сжимается, в конечном итоге становясь более плотным, чем воздух в помещении, и опускается на пол. Правильно спроектированная система отопления, подобная этой, использующая естественную конвекцию, может быть достаточно эффективной для равномерного обогрева дома.

    Рис. 11.6 Конвекция играет важную роль в теплопередаче внутри этого сосуда с водой.Попав внутрь жидкости, передача тепла другим частям горшка происходит в основном за счет конвекции. Более горячая вода расширяется, плотность уменьшается и поднимается, передавая тепло другим частям воды, в то время как более холодная вода опускается на дно. Этот процесс повторяется до тех пор, пока в кастрюле есть вода.

    Излучение - это форма передачи тепла, которая происходит при испускании или поглощении электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение включает радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи, все из которых имеют разные длины волн и количество энергии (более короткие длины волн имеют более высокую частоту и большую энергию).

    Вы можете почувствовать теплоотдачу от огня и солнца. Точно так же вы можете иногда сказать, что духовка горячая, не касаясь ее дверцы и не заглядывая внутрь - она ​​может просто согреть вас, когда вы пройдете мимо. Другой пример - тепловое излучение человеческого тела; люди постоянно излучают инфракрасное излучение, которое не видно человеческому глазу, но ощущается как тепло.

    Излучение - единственный метод передачи тепла, при котором среда не требуется, а это означает, что тепло не должно вступать в прямой контакт с какими-либо предметами или переноситься ими.Пространство между Землей и Солнцем в основном пусто, без какой-либо возможности теплопередачи за счет конвекции или теплопроводности. Вместо этого тепло передается за счет излучения, и Земля нагревается, поскольку она поглощает электромагнитное излучение, испускаемое Солнцем.

    Рис. 11.7 Большая часть тепла от этого пожара передается наблюдателям через инфракрасное излучение. Видимый свет передает относительно небольшую тепловую энергию. Поскольку кожа очень чувствительна к инфракрасному излучению, вы можете почувствовать огонь, даже не глядя на него.(Дэниел X. О’Нил)

    Все объекты поглощают и излучают электромагнитное излучение (см. Рисунок 11.7). Скорость передачи тепла излучением в основном зависит от цвета объекта. Черный - наиболее эффективный поглотитель и радиатор, а белый - наименее эффективный. Например, люди, живущие в жарком климате, обычно избегают ношения черной одежды. Точно так же черный асфальт на стоянке будет более горячим, чем прилегающие участки травы в летний день, потому что черный поглощает лучше, чем зеленый.Верно и обратное - черный цвет излучает лучше, чем зеленый. Ясной летней ночью черный асфальт будет холоднее, чем зеленый участок травы, потому что черный излучает энергию быстрее, чем зеленый. Напротив, белый цвет - плохой поглотитель и плохой радиатор. Белый объект, как зеркало, отражает почти все излучение.

    Виртуальная физика

    Формы и изменения энергии

    В этой анимации вы исследуете теплопередачу с различными материалами. Поэкспериментируйте с нагревом и охлаждением железа, кирпича и воды.Это делается путем перетаскивания объекта на пьедестал и последующего удержания рычага для нагрева или охлаждения. Перетащите термометр рядом с каждым объектом, чтобы измерить его температуру - вы можете в реальном времени наблюдать, как быстро он нагревается или остывает.

    Теперь попробуем передать тепло между объектами. Нагрейте кирпич и поместите его в прохладную воду. Теперь снова нагрейте кирпич, но затем поместите его поверх утюга. Что ты заметил?

    Выбор опции быстрой перемотки вперед позволяет ускорить передачу тепла и сэкономить время.

    Проверка захвата

    Сравните, насколько быстро различные материалы нагреваются или охлаждаются. Основываясь на этих результатах, какой материал, по вашему мнению, имеет наибольшую удельную теплоемкость? Зачем? Какая из них имеет наименьшую удельную теплоемкость? Можете ли вы представить себе реальную ситуацию, в которой вы хотели бы использовать объект с большой удельной теплоемкостью?

    1. Вода занимает больше всего времени, а железу нужно меньше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью.Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
    2. Вода занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
    3. Кирпич занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть.Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
    4. Вода занимает меньше всего времени, а кирпичу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
    .

    Смотрите также