Виды теплообмена

Виды теплообмена

• Дидактическая цель: изучить виды теплообмена. Теплопроводность различных веществ в природе и технике.
• Воспитательная цель: обогатить знания учащихся о видах теплопередачи
• Основные знания и умения: знать виды теплопередачи, уметь приводить примеры применения теплопроводности, излучения, конвекции природе и технике

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

КОНВЕКЦИЯ

излучение

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Это вид теплообмена, при котором происходит непосредственная передача энергии от частиц более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части.

Само вещество не перемещается вдоль тела- переносится лишь энергия.

Механизм теплопроводности

Амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки

в точке А меньше, чем в точке В.

Вследствие взаимодействия атомов друг с другом амплитуда

колебаний атомов, находящихся рядом с точкой В, возрастает.

Теплопроводность веществ

Металлы

обладают хорошей

теплопроводностью

Меньшей - обладают жидкости

Газы плохо проводят тепло

Хорошая теплопроводность металлов приносит пользу в быту.

Мех животных из-за плохой

теплопроводности

предохраняет их

от охлаждения зимой

и перегрева летом.

• Снег предохраняет

озимые посевы от вымерзания.

В быту используется плохая теплопроводность:

ручки чайников,

подносы,

посуда из закаленного стекла.

Придумайте опыт по рисунку.

Объясните наблюдаемое явление.

КОНВЕКЦИЯ

КОНВЕКЦИЯ

• Это перенос тепла струями

жидкости или газа.

• Конвекция в твердых телах и вакууме

происходить не может

Механизм конвекции в газах

Теплый воздух имеет

меньшую плотность и

со стороны

холодного воздуха

на него действует

сила Архимеда,

направленная

вертикально вверх.

Механизм конвекции в жидкостях

А – жидкость нагревается

и вследствие уменьшения

ее плотности,

движется вверх.

В – нагретая жидкость

поднимается вверх.

С – на место поднявшейся

жидкости приходит

холодная,

процесс повторяется.

КОНВЕКЦИЯ

В результате

конвекции

в атмосфере

образуются

ветры у моря -

это дневные

и ночные бризы.

Где

и почему именно там

размещают батареи

в помещениях?

охлаждается корпус

космического корабля,

обеспечивается водяное

охлаждение двигателей

внутреннего сгорания.

КОНВЕКЦИЯ

ИЗЛУЧЕНИЕ

Солнце нагревает Землю, моря, океаны.

Однако причиной такой теплопередачи не может быть ни теплопроводность, ни конвекция!

Почему?

Тепло от костра передается человеку

путем излучения энергии,

так как теплопроводность воздуха мала,

а конвекционные потоки направлены вверх

ИЗЛУЧЕНИЕ

Это теплообмен, при котором энергия

переносится различными лучами.

Механизм излучения

Нагретые тела излучают электромагнитные волны

в различных диапазонах.

Излучение может

распространяться и

в вакууме

Около 50% энергии излучаемой

Солнцем является

лучистой энергией ,

эта энергия -

источник жизни на Земле.

Почему одному мальчику жарко, а другому нет?

ИЗЛУЧЕНИЕ

Темные тела лучше поглощают

излучение и быстрее нагреваются,

чем светлые.

Темные тела быстрее охлаждаются

Какой из чайников быстрее остынет?

В быту

широко используют

электрические

обогреватели.

Применение

в технике

сушка и нагрев материалов,

приборы ночного видения

( бинокли, оптические прицелы),

создание системы

самонаведения на цель

снарядов и ракет.

Зачем самолёты красят серебряной краской?

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

КОНВЕКЦИЯ

ИЗЛУЧЕНИЕ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Теплопроводность – явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому или от одной его части к другой. В этом случае тела и все части, участвующие в процессе, находятся в непосредственном контакте.

Само вещество не перемещается вдоль тела- переносится лишь энергия.

Механизм теплопроводности

Амплитуда колебаний атомов в узлах кристаллической решетки

в точке А меньше, чем в точке В.

Вследствие взаимодействия атомов друг с другом амплитуда

колебаний атомов, находящихся рядом с точкой В, возрастает.

Теплопроводность различных веществ

Металлы

обладают хорошей

теплопроводностью

Меньшей - обладают жидкости

Газы плохо проводят тепло

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

В ПРИРОДЕ

Снег предохраняет

озимые посевы от вымерзания.

Мех животных из-за плохой

теплопроводности предохраняет их

от переохлаждения зимой

и перегрева летом.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

И ТЕХНИКЕ

Для того, чтобы предотвратить ожоги тела от прикосновения к нагревающимся до высокой температуры приборам – защищают последние оболочкой из материалов с низкой теплопроводностью.

Для ускорения процесса нагрева или охлаждения соответствующие детали устройств делают из материалов с высокой теплопроводностью.

КОНВЕКЦИЯ

Конвекция (от лат. конвекцио – перенесение)

– перенос энергии самими струями газа или

жидкости.

Этот вид теплопередачи не является чисто

тепловым процессом, так как перемешивание

слоев газа или жидкости всегда связано с

какими-то внешними, нетепловыми причинами.

Конвекция в твердых телах и

вакууме происходить не может

Механизм конвекции в газах

Теплый воздух имеет

меньшую плотность

и со стороны

холодного воздуха

на него действует

сила Архимеда,

направленная

вертикально вверх.

Тяга

Давление в печи

меньше давления

наружного воздуха

Холодный воздух

устремляется в топку,

тёплый поднимается

вверх по трубе

Чем выше труба,

тем больше тяга

Механизм конвекции в жидкостях

А – жидкость нагревается

и вследствие уменьшения

ее плотности,

движется вверх.

В – нагретая жидкость

поднимается вверх.

С – на место поднявшейся

жидкости приходит

холодная,

процесс повторяется.

КОНВЕКЦИЯ В ПРИРОДЕ

В результате

конвекции

в атмосфере

образуются

ветры у моря -

это дневные

и ночные бризы.

Дневной бриз

Дневной бриз

Холодный воздух по низу с моря перемещается к берегу

Ночной бриз

Ночной бриз

Холодный воздух по низу с берега перемещается к морю

КОНВЕКЦИЯ В ТЕХНИКЕ

охлаждаются корпуса

космических кораблей

обеспечивается водяное

охлаждение двигателей

внутреннего сгорания.

ИЗЛУЧЕНИЕ

Это теплопередача, при которой энергия

переносится различными лучами.

Механизм излучения

Нагретые тела излучают электромагнитные волны, с физической природой которых мы познакомимся позднее.

Излучение может

распространяться и в вакууме

ИЗЛУЧЕНИЕ

Темные тела лучше поглощают

излучение и быстрее нагреваются,

чем светлые.

Темные тела быстрее охлаждаются

ИЗЛУЧЕНИЕ В ПРИРОДЕ

Около 50% энергии излучаемой

Солнцем является

лучистой энергией,

эта энергия -

источник жизни на Земле.

ИЗЛУЧЕНИЕ В ТЕХНИКЕ

сушка и нагрев материалов

приборы ночного видения

(бинокли, оптические прицелы)

создание систем

самонаведения на цель

бомб, снарядов и ракет

ХОЛОДИЛЬНИК

имеет герметичный корпус с

хорошей теплоизоляцией,

которая обеспечивается плохой

теплопроводностью материалов

прослойки стенок и их внутренней

пластмассовой поверхности.

ТЕРМОС

За счет плохой теплопроводности прослойки

стенок и отражающей тепловое излучение

внутренней поверхности материала он может

сохранять как низкую, так и высокую температуру

жидкости в течение длительного времени.

УТЮГ

Его подошва быстро прогревается,

потому что обладает высокой

теплопроводностью.

КУХОННЫЕ ПРИХВАТКИ

Шерстяные прихватки надёжнее

тканевых так как они толще.

Их теплопроводность – высокая.

В них можно брать более горячие

предметы.

В тканевых прихватках можно

брать менее горячие предметы,

Так как они имеют меньшую

теплопроводность.

ЧАЙНИК

Благодаря хорошей

теплопроводности дна

и благодаря конвекции

вода в нём быстро

прогревается.

Тепло от камина или костра передается находящемуся рядом с ним человеку в основном путём излучения, так как теплопроводность воздуха мала, а конвекционные потоки направлены вверх.

• Спасибо за внимание!!!