Types de transfert de chaleur à la maison, leur comptabilité et leur utilisation

Les principaux types de transfert de chaleur dans la vie quotidienne sontredistribution des températures par chauffage, rayonnement ou convection. Différents matériaux ont des propriétés différentes. Les bons conducteurs sont tous des produits métalliques.

Classification

Il existe des types de transfert de chaleur de base dans la vie quotidienne: conductivité thermique (entre les solides), convection (se rapporte aux milieux gazeux), rayonnement (transfert de chaleur par une méthode sans contact). Le transfert de chaleur fait référence à l'action de la conversion d'énergie dans un objet sans exercer d'influence externe sur celui-ci. Le transfert de chaleur est dû à des processus internes.

Types de transfert de chaleur dans la vie quotidienne:

• Le transfert d'énergie de la semelle chauffée du fer aux tissus.
• Chauffer l'insert métallique de la poignée du couteau après avoir abaissé son extrémité dans l'eau bouillante.
• Le manche de la louche métallique devient fougueux, après l'avoir abaissé dans la soupe chaude.
• Chauffage de l'appareil d'éclairage de la lampe à incandescence située à l'intérieur du lustre.

Les processus énumérés ne décrivent que quelques-unstypes de transfert de chaleur dans la vie quotidienne. Le chauffage de l'air de la batterie est un exemple de convection, lorsque l'énergie est passivement transférée d'une substance solide à une substance gazeuse. Ce processus est décrit par l'interaction des molécules entre elles.

Matériaux

Considérons des exemples de transfert de chaleur dans la nature etla vie est plus facile sur les objets en métal. Ils ont la conductivité thermique la plus élevée. Ceux-ci comprennent des tiges de cuivre (trépieds, fils, tuyaux, ressorts), de l'acier et des alliages.

La preuve du transfert de chaleur est le verrethermomètre. La jambe en acier est en contact avec du mercure, chauffé par le corps humain. La substance liquide commence à se développer, ce que nous voyons sur l'échelle intégrée.

Les plastiques transmettent aussi bien la chaleur. Ce processus que nous observons dans le processus de chargement d'un smartphone, tablette ou ordinateur portable. La couverture arrière est toujours plus chaude. Il y a une redistribution de l'énergie interne.

Les types étudiés de transfert de chaleur dans la nature, la vie quotidiennesont utilisés partout. Dans une théière classique, la chaleur du boîtier métallique est transférée dans le liquide. Et elle, à son tour, chauffe la poignée en plastique. Dans ce dernier cas, la transmission de l'énergie est assurée par la vapeur.

Les motifs qui nous entourent

Le transfert de chaleur dans la nature, la technologie, la vie quotidienne dépend deensemble de conditions. Les matériaux en contact les uns avec les autres transmettent l'énergie de différentes manières. Ceci nous pouvons voir par l'exemple d'une fenêtre normale. Entre les surfaces de verre, un espace est prévu à partir de la couche d'air. Ce dernier transfère faiblement la chaleur.

Les surfaces de verre absorbent et dégagent rapidement de l'énergie. Les matériaux poreux ont pratiquement une conductivité thermique nulle. Par conséquent, ils sont utilisés pour l'isolation des façades des bâtiments pendant la construction.

Preuve de conductivité thermique différenteest un vêtement fait d'une variété de propriétés des tissus. La laine et les autres matériaux laineux ne conduisent pas bien la chaleur. Un plashevka (synthétique) transmet de l'énergie instantanément. Par conséquent, dans les produits fabriqués à partir de tels tissus, il fait froid en hiver.

Régularités de la maison

Dans la matinée, en versant une tasse de thé chaud, quel type de transfert de chaleur pouvons-nous voir? Leur comptabilité et leur utilisation dans la vie de tous les jours ressembleront à ceci:

• Une tasse de thé chaud est placée dans un porte-gobelet fait d'un matériau peu conducteur. Souvent, cette option est utilisée par les conducteurs dans les trains.
• Les pots en métal sont équipés de couvercles avec des poignées en bois de liège ou en plastique. Les derniers matériaux ne chauffent pratiquement pas.
• Les poignées de couteaux, cuillères, louches sont également faites avec des inserts en plastique.
• Pour les poêles à gaz et électriques, la surface du four est recouverte d'un matériau en feuille pouvant refléter la chaleur. Et il y a des espaces d'air entre le corps et les éléments chauffants.

Pour un flux d'air rationnel dans la pièceLes fenêtres sur les fenêtres sont situées en haut. La chaleur monte toujours, et l'air froid de la rue aide à répartir uniformément l'énergie dans la pièce. Quand nous ouvrons la fenêtre, les pieds gèlent d'abord. Cette inégalité est égalisée par convection.

Différences

Il y a différentes caractéristiques de différents typestransfert de chaleur En convection, le transfert de chaleur se produit principalement en raison du mélange des gaz. Les molécules transmettent l'énergie due au contact. A la fin du processus, la température dans le volume fermé est égalisée. Après avoir fermé la fenêtre de la pièce, la température de l'air est la même partout, s'il n'y a pas d'autres sources de chaleur ou de froid.

Le transfert de chaleur dépend du type de matériau. Ainsi, l'acier et le cuivre après contact différeront en température. Cela est dû aux différentes propriétés du transfert d'énergie. L'objet métallique chauffé ne chauffe pas le matériau en liège. Une cuillère dans un verre de thé est chauffée de sorte qu'il est impossible de le ramasser. Cependant, il peut être fait d'un alliage d'aluminium, et il a une faible conductivité thermique.

La radiation est observée dans tout ce qui précèdeexemples En raison de ce phénomène, il y a une légère perte d'énergie. Dans les appareils électroménagers, ce phénomène est particulièrement observé: dans les appareils de chauffage, les fers à repasser, les fers à souder. Vous pouvez voir les rayons en tenant votre main à distance de la surface de chauffage. Sentez un peu de chaleur - cela est dû au rayonnement infrarouge.

Rayonnement

Tous les types de transfert de chaleur dans la nature sont utilisés,la vie, la technologie. Le rayonnement du spectre infrarouge peut être trouvé dans les dispositifs médicaux. Il affecte positivement la surface du corps. Ainsi réchauffer les muscles, les articulations, les organes internes.

Dans la nature, la principale source de chaleur estles rayons du soleil. C'est le rayonnement qui réchauffe la planète Terre. Toutes les plantes mangent cette énergie. Les mers et les océans, l'air se mettent en mouvement. Les vents sont formés sous l'influence du spectre infrarouge.

La radiation est prise en compte dans la production de toutes lesappareils alimentés par un courant électrique. Les téléphones mobiles sont chauffés tout le temps. C'est pourquoi il n'est pas recommandé de placer les smartphones dans la zone du cœur.

Preuve de modèles par des expériences

Pour mener une expérience simple, un fil de cuivre d'une petite longueur est nécessaire. Deux fins s'arrêtent, dont l'une est prise en main. Le second est placé sur le feu ou dans l'eau bouillante.

Peu à peu les deux extrémités deviennent chaudes. Mais dans le domaine de l'isolation, le fil peut être tenu en toute sécurité. C'est la preuve de la conductivité thermique. Pour l'expérience avec la convection, il suffit d'ouvrir une fenêtre. Les objets ci-dessous seront plus froids que le plafond. Après la fermeture de la fenêtre, la température des corps sera égale.

La radiation peut être ressentie de toute chaleursujet. À distance, le transfert de chaleur est ressenti. Avec la fonte de la glace à distance, le froid est ressenti. Des rayons invisibles peuvent être ressentis à la main, si vous l'enfoncez dans l'espace de congélation du réfrigérateur.

La conductivité thermique est ressentie lorsque la machine à laver est en fonctionnement. Il suffit de toucher le couvercle de la trappe lorsque l'eau est chauffée. La cire sur la bougie est nécessaire pour réduire la perte de chaleur, de sorte qu'elle brûle plus longtemps.

Expériences avec différents matériaux

La preuve de la conductivité thermique peut être obtenueen chauffant les cuillères en acier et en argent. Deux métaux ont des propriétés différentes de transfert d'énergie. À la fin de la poignée de chaque cuillère, vous devez appliquer de la cire. Ensuite, les deux objets sont chauffés à partir de la même source de chaleur de l'autre côté.

Dans une cuillère en acier, la cire fond beaucoup plus tôt, ce qui indique une meilleure conductivité thermique. Au lieu de cire, vous pouvez prendre un morceau de beurre ou de margarine congelé pour l'expérience à la maison.

La deuxième expérience prouve la dépendance de la conductivité thermique sur la couleur du matériau. Il faudra des bouilloires sombres et légères. Les deux récipients sont chauffés à l'eau bouillante dans eux et le temps de refroidissement de chacun est noté.

Selon les lois de la physique, une bouilloire sombre se refroidit plus longtemps. Cela prouve que les matériaux légers sont moins chauffés. Par conséquent, pendant la saison chaude, portez un panamki blanc. Après tout, les rayons du soleil sont attirés par un tissu noir.

Dans le froid, nous portons des écharpes chaudes, de sorte que le glaçage du visage ne se produit pas. Ainsi, dans une moufle de laine, la main ne gèle absolument pas dans le congélateur. Cela indique une faible conductivité thermique du matériau.