Теплопровідність
Явище теплопровідності являє собою процес передачі кінетичної енергії теплового руху від молекул нагрітого тіла (частини тіла) молекулам холодного тіла (частини тіла) в процесі їх зіткнень. При цьому самі молекули не покидають своїх місць. Процес теплопровідності відбувається тільки при наявності різниці температур тіл або частин тіла.
Згідно законам фізики кількість теплоти Q, передане в результаті теплопровідності уздовж стрижня одно
Q = k (T2-T1) S / l,
Де Т2 і Т1 – температури нагрітого і холодного кінців стрижня, l – довжина стрижня, S – його поперечний переріз, k – коефіцієнт теплопровідності, що залежить від матеріалу стрижня.
Задача1: Коефіцієнт теплопровідності k1 алюмінію 200 Вт / м ° С, а коефіцієнт теплопровідності дерева k2 0,1 Вт / м ° С. У скільки разів більшу кількість тепла Q1 може бути передано через алюмінієвий стрижень, ніж через дереянний Q2 того ж розміру? Різниці температур на кінцях стрижнів однакові.
Рішення: Q1 / Q2 = k1 / k2 = 2000
Задача2: Теплота передається послідовно через алюмінієвий стержень і через дерев’яний того ж розміру. Яке ставлення n різниць температур на кінцях алюмінієвого стержня і дерев’яного?
Рішення: (див. Позначення в умові завдання 1) Нехтуючи втратами теплоти, Q1 = Q2. Звідси n = k1 / k2 = 1/2000. Тобто алюміній поганий теплоізолятор, а дерево – хороший.
Добрими провідниками теплоти є метали. Поганими провідниками теплоти є азбест, деревина, повітря.
Питання: Чому в термосі (посудині з подвійними стінками, повітря між якими відкачано) добре зберігається теплота?
У фізиці такі судини називаються судинами Дьюара, в них сораняют зріджені гази, що мають дуже низькі температури (температура рідкого азоту -196 ° С).
Відповідь: Якщо між стінками взагалі немає молекул (порожнеча), то теплопровідність відсутній і теплообмін малий.
Питання: Чому на морозі масивний металевий предмет здається дуже холодним, на ньому швидко застигає вода, а в спеку – навпаки, розпеченим в порівнянні з іншими предметами?
Відповідь: Через високу теплопровідності металів кількість теплоти, передане при тепловому контакті з масивним металевим предметом, велике.
Питання: Чому в країнах Сходу, де температура повітря може перевищувати температуру тіла людини, носять ватяні халати?
Відповідь: Вата володіє поганою теплопровідністю і рятує від перегріву.
Related posts:
- Коефіцієнт теплопровідності Коефіцієнт теплопровідності встановлює фізичні параметри речовини, і описує його здатність проводити теплоту. Коефіцієнт теплопровідності знаходимо за формулою: Чисельно коефіцієнт теплопровідності діагностується кількістю теплоти, що проходить в одиницю часу через одиницю ізотермічної поверхні при дотриманні вимоги gradt = 1. Його розмірність Вт / (м – К). Величину зазначеного параметра для різноманітних матеріалів знаходимо з довідкових таблиць, […]...
- Теплопровідність тіл. Конвекція та випромінювання Всі неживі тіла здатні передавати тепло від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих, тобто вони володіють теплопровідністю. Найбільша теплопровідність властива, як правило, твердим тілам, а газоподібні та рідкі тіла – погані провідники тепла. У високій теплопровідності твердих тіл і низької теплопровідності рідин можна переконатися при проведенні дослідів (рис. 23, 24). При внесенні в полум’я […]...
- Теплопровідність – доповідь У звичайнісінькій квартирі знаходиться безліч об’єктів і пристроїв, які допоможуть продемонструвати деякі фізичні явища і закони, причому з найрізноманітніших розділів цієї науки – від класичної механіки до квантової фізики і початків теорії відносності. Наприклад, чому вікно в квартирі, яка відділяє її від морозного повітря всього двома тонкими стеклами, зберігає тепло? Причина полягає в особливому властивості […]...
- Теплопровідність в фізиці Якщо залізний стрижень сунути одним кінцем у вогонь, то, як ми знаємо, довго його в руці не протримаєш. Потрапляючи в область високої температури, атоми заліза починають коливатися інтенсивніше (т. Е. Набувають додаткову кінетичну енергію) і наносять більш сильні удари по своїм сусідам. Кінетична енергія сусідніх атомів також зростає, і тепер уже ці атоми повідомляють додаткову […]...
- Кількість теплоти: доповідь Мірою зміни внутрішньої енергії в процесі теплопередачі є кількість теплоти. Кількість теплоти позначається буквою Q, одиниця кількості теплоти – джоуль. Кількість теплоти Q, отримане або віддане тілом масою т в процесі теплопередачі, розраховується за формулою: Q = cm (T2 – T1), Де c – питома теплоємність речовини, T2 – початкова температура тіла, T1 – кінцева […]...
- Кількість теплоти: формула, розрахунок Що швидше нагріється на плиті – чайник або відро води? Відповідь очевидна – чайник. Тоді друге питання – чому? Відповідь не менш очевидна – тому що маса води в чайнику менша. Відмінно. А тепер ви можете виконати самостійно справжнісінький фізичний дослід в домашніх умовах. Для цього вам знадобиться дві однакові невеликі каструльки, рівну кількість води […]...
- Закон теплопровідності Фур’є Великий італієць Данте Аліг’єрі писав, що подібно до того, як не можна відокремити жар від вогню, не можна відокремити красу від Вічності. Природа теплоти також цікавила французького математика Жозефа Фур’є, добре відомого своїм законом теплопровідності в твердих тілах, згідно з яким потік тепла між двома точками в якомусь речовині пропорційний різниці температур між цими точками […]...
- Принцип роботи холодильної машини У теплових двигунах робота здійснюється за рахунок енергії, отриманої від нагрівача. При цьому кількість теплоти, отримана від нагрівача, частково йде на здійснення роботи, а частково передається холодильника. Виникає питання, як здійснити зворотний процес, т. Е. Як передати енергію від менш нагрітого тіла більш нагрітого. Другий закон термодинаміки забороняє такий процес, якщо він єдиний. Однак він […]...
- Питома теплота плавлення речовини Отже, для перетворення твердого тіла в рідину мало довести його до температури плавлення. Необхідно додатково (вже при температурі плавлення) повідомити тілу деяку кількість теплоти ^ пл для повного руйнування кристалічної решітки (т. Е. Для проходження ділянки BC). Ця кількість теплоти йде збільшення потенційної енергії взаємодії частинок. Отже, внутрішня енергія розплаву в точці C більше внутрішньої […]...
- Теплопровідність, Вт/(м*К) Хороші провідники тепла: Теплопровідність Вт/(м*К) Графен 4840±440 – 5300±480 Алмаз 1001-2600 Графіт 278,4-2435 Карбід кремнію 490 Срібло 430 Мідь 401 Золото 320 Алюміній 202 – 236 Нітрид алюмінію 200 Нітрид бору 180 Кремній 150 Латунь 97-111 Хром 93,7 Залізо 92 Платина 70 Олово 67 Оксид цинку 54 Сірий чавун 50 Бронза 47 – 58 Сталь […]...
- Конденсація Конденсацією називають процес переходу молекул пари в рідину. При конденсації пари виділяється теплота (відбувається процес переходу кінетичної енергії молекул у внутрішню енергію рідини). Кількість теплоти, що виділилася при конденсації 1 кг речовини в рідину, називають питомою теплотою конденсації. Питома теплота конденсації речовини дорівнює по абсолютній величині питомої теплоті паротворення того ж речовини. Процесами конденсації пояснюється […]...
- Перенесення тепла: калорія, питома теплоємність З точки зору фізики теплота – це енергія, яка переноситься від фізичних тіл з більш високою температурою до тіл з більш низькою температурою (вимірюється в джоулях). З молекулярної точки зору теплоту можна охарактеризувати, як міру енергії руху молекул усередині фізичного тіла. Якщо ця енергія не буде залишати межі тіла, то воно не буде втрачати температуру. […]...
- Кількість теплоти Термодинаміка – наука, яка вивчає зв’язок між речовиною роботою і теплотою. Над удосконаленням цієї науки трудилися такі вчені як Гіббс, Карно, Джоуль, Клаузіус, Кельвін та ін. Вони допомогли пояснити сенс теплопровідності речовини і теплоємності, теплоти фазових переходів, теплового розширення тіл. Теплотою в термодинаміки називають внутрішню кінетичну енергію речовини, яка визначається хаотичними рухами складових речовини: атомів […]...
- Кількість теплоти – формула Всі ми знаємо, що змінити внутрішню енергію можна за допомогою теплообміну (теплопередачі). Даний процес відбувається завдяки передачі енергії від більш нагрітого тіла до менш нагрітого без учинення роботи. У той час, коли в результаті теплообміну, тіло змінило свою енергію, кажуть, що воно отримало деяку кількість теплоти. Якщо тіло отримує тепло, то кількість теплоти і зміна […]...
- Неможливість створення вічного двигуна Довгий час вчені робили спроби створення вічного двигуна, т. є. Такого пристрою, який здійснювало б механічну роботу тільки за рахунок внутрішньої енергії, не отримуючи енергії ззовні. З першого закону термодинаміки випливає неможливість створення такого двигуна. Дійсно, якщо до системи не підводять енергію, т. Е. Q = 0, то робота буде відбуватися тільки за рахунок внутрішньої […]...
- Класифікація теплоізоляційних матеріалів При будівництві промислових об’єктів, цивільних споруд супутні комунікації тепловодопостачання захищають від впливу негативних температур за допомогою теплоізоляційних матеріалів різного виду. Розділяють теплоізоляційні матеріали на: 1) будівельні; 2) полімерні. Будівельні теплоізоляційні матеріали по структурі бувають: 1) волокнисті; 2) комірчасті; 3) зернисті. А в залежності від вихідної сировини: 1) неорганічні (піноскло, легкі бетони з наповнювачами, мінеральна вата); […]...
- Передача тепла в газах і твердих тілах З процесами передачі теплової енергії людина стикається багато разів щодня: під час приготування їжі, нагрівання або охолодження води, повітря та ін. Розберемося, як і чому тепло передається від одного тіла до іншого. У газах і рідинах теплова енергія передається в результаті конвекції. Конвекція Що вдає із себе тепло з фізичної точки зору? Як відомо, всі […]...
- Вода і вогонь Чому вода гасить вогонь? На це питання не завжди вміють правильно відповісти навіть люди, які вивчали фізику, – і читач, сподіваємося, що не поскаржиться на нас, якщо ми пояснимо коротко, як вода гасить вогонь. Чому вода гасить вогонь? На перший погляд, питання це дивний, і навряд чи занадто багато людей задаються цим питанням. Адже відповідь, […]...
- Чому можна стверджувати, що від Сонця до Землі енергія не може передаватися конвекцією і теплопровідністю Для того щоб відповісти на питання “чому можна стверджувати, що від сонця до землі енергія не може передаватися конвекцією і теплопровідністю” – необхідно розібрати поняття конвекція і теплопровідність. Отже, конвекція – вид теплопередачі, при якому внутрішня енергія передається струменями і потоками. Природна конвекція, виникає в речовині мимовільно при його нерівномірному нагріванні в поле тяжіння. При […]...
- Конвекція Повітря погано проводить тепло, але він може швидко передавати його за рахунок конвекції – процесу, в якому теплота переноситься в рідині або газі за рахунок його перемішування, т. Е. Перенесення великої кількості молекул на великі відстані (див. Ілюстрацію). Це відрізняє конвекцию від теплопровідності, при якій молекули практично не переміщаються. Конвекція може бути вимушеною, наприклад, при […]...
- Закон Фур’є – основний закон теплопровідності У 1807 році французький вчений Фур’є довів експериментально, що у будь-якій точці тіла (речовини) в процесі теплопровідності є властивий однозначний взаємозв’язок між тепловим потоком і градієнтом температури: Де Q – тепловий потік, виражається в Вт; Grad (T) – градієнт температурного поля (сукупності числових значень температури в різноманітних місцях системи в обраний момент часу), одиниці виміру […]...
- Питома теплоємність, теплота плавлення і паротворення Кількість теплоти – це енергія, що отримується тілом, яка призводить до зростання його внутрішньої енергії і температури. Навпаки, тіла, що втратили якусь кількість теплоти, зменшують свою внутрішню енергію і охолоджуються. Внутрішню енергію тіла можна змінити або вчинивши роботу над ним, або змінивши його температуру. Процес, при якому внутрішня енергія даного тіла змінюється, але при цьому […]...
- Гіпотеза Планка про кванти. Формула Планка Закони електродинаміки і термодинаміки стверджують, що все випромінюють тіла, протягом усього часу випромінюють енергію. Під час випромінювання тіло втрачає свою енергію, а в результаті і температуру. Але так як всі тіла в нагрітому стані випромінюють, то вони повинні були б рано чи пізно досягти абсолютного нуля температур. Однак, цього не відбувається. Саме тому вчені намагалися […]...
- Холодильні машини Життєвий досвід і фізичні експерименти говорять нам про те, що в процесі теплообміну теплота передається від більш нагрітого тіла до менш нагрітого, але не навпаки. Ніколи не спостерігаються процеси, в яких за рахунок теплообміну енергія мимоволі переходить від холодного тіла до гарячого, в результаті чого холодне тіло ще більше остигало б, а гаряче тіло – […]...
- Випаровування Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний (пар) називають випаровуванням. На молекули рідини діють сили тяжіння, що утримують їх поблизу один одного. Щоб речовина могла перейти з рідкого в газоподібний стан, потрібна енергія так само, як у випадку переходу речовини з твердого в рідкий стан. Але у випадку випаровування молекули віддаляються один від одного на […]...
- Нагрівання провідників електричним струмом Електричний струм нагріває провідник. Це явище нам добре відоме. Пояснюється воно тим, що вільні електрони в металах або іони в розчинах солей, кислот, лугів, переміщуючись під дією електричного поля, взаємодіють з іонами або атомами речовини провідника і передають їм свою енергію. В результаті роботи електричного струму внутрішня енергія провідника збільшується. Досліди показують, що в нерухомих […]...
- Питома теплота пароутворення Чи знаєте ви, при якій температурі вариться суп? 100°С? Ні більше, ні менше. При тій же температурі закипає чайник, і варяться макарони. Що це означає? Чому при постійному підігріві каструльки або чайника палаючим газом температура води всередині не піднімається вище ста градусів? Справа в тому, що коли вода досягає температури в сто градусів, вся надходяча […]...
- Перший закон термодинаміки – коротко Нагадаємо, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити шляхом теплопередачі або при здійсненні роботи. Припустимо, що над системою одночасно відбувається робота А ‘і їй повідомляється деяка кількість теплоти Q. Наприклад, газ, що знаходиться в циліндрі під поршнем, стискають і передають йому деяку кількість теплоти. Механічна енергія системи при цьому не змінюється. Отже, Зміна внутрішньої енергії […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Еквівалентність теплоти і роботи Перший закон термодинаміки відображає той факт, що внутрішня енергія системи може бути змінена як у процесі здійснення роботи, так і в результаті теплопередачі. Робота і кількість теплоти є заходами зміни внутрішньої енергії системи при різних процесах. Очевидно, що внутрішня енергія системи може бути змінена на одне і те ж значення тільки при передачі їй деякої […]...
- Плавлення і твердіння Перехід речовини з твердого стану в рідкий називають плавленням; температура, при якій відбувається цей процес, називають температурою плавлення. Вона залежить від тиску. При атмосферному тиску лід плавиться при 0 ° С, залізо при 1539 ° С, ртуть при -39 ° С, вольфрам при 3410 ° С. Для плавлення речовини необхідно затратити енергію, т. Е. Повідомте […]...
- Коефіцієнт І сполучна властивості множення дозволяють спрощувати вирази. Приклад 1. Спростимо вираз 0,3А – (-0,7b). Рішення. Цей вираз є твором чотирьох множників: 0,3 – а – (-0,7) – b. Згрупувавши окремо числові і окремо літерні множники, отримаємо: 0,3А – (-0,7b) = 0,3 – а – (-0,7) – b = (0,3 – (-0,7)) – (а – b) […]...
- Напруження, що виникають при зміні температури У статично невизначених системах виникають напруги при відсутності зовнішніх навантажень не тільки від неточності виготовлення і збірки, а й від зміни температури. Візьмемо стрижень, затиснений нерухомо кінцями при температурі t1. Довжина стержня ℓ, площа поперечного перерізу F, модуль пружності Е. Визначити напруги при зміні температури до t2. З’ясуємо, які сили будуть діяти на стрижень, якщо […]...
- Залежність опору провідника від температури Питомий опір, а отже, і опір металів, залежить від температури, збільшуючись з її ростом. Температурна залежність опору провідника пояснюється тим, що зростає інтенсивність розсіювання (число зіткнень) носіїв зарядів при підвищенні температури; Змінюється їх концентрація при нагріванні провідника. Досвід показує, що при не дуже високих і не дуже низьких температурах залежності питомого опору і опору провідника […]...
- Теплові двигуни Пристрої, що перетворюють частину внутрішньої енергії тіл в механічну енергію, називають тепловими двигунами. Вважається, що першим тепловим двигуном була іграшка, винайдена близько 2000 років тому давньогрецьким вченим Героном Олександрійським, що складалася з порожнистої сфери з двома загнутими трубками, з яких виривався розігрітий пар, в результаті чого сфера оберталася (рис. 31а). Пар подавався через спеціальні трубки […]...
- Другий початок термодинаміки Причиною всіх змін тієї ж води в природі є дію ще одного фундаментального закону природи, відомого під назвою другого закону термодинаміки. При контакті двох тіл з різною температурою тіло, що має вищу температуру, віддає деяку кількість теплоти і остигає, а тіло, що має більш низьку температуру, отримує деяку кількість теплоти і нагрівається. Відповідно до першого […]...
- Питома теплота плавлення У попередньому параграфі ми розглядали графік плавлення і затвердіння льоду. З графіка видно, що, поки лід плавиться, температура його не змінюється. І лише після того, як весь лід розплавиться, температура утворюваної рідини починає підвищуватися. Але ж і під час процесу плавлення лід отримує енергію від згораючого в нагрівачі палива. А із закону збереження енергії випливає, […]...
- Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів Оборотним називається процес, який відповідає таким умовам: Його можна провести в двох протилежних напрямках; В кожному з цих випадків система і навколишні її тіла проходять через одні й ті ж проміжні стану; Після проведення прямого та зворотного процесів система і навколишні її тіла повертаються до вихідного стану. Всякий процес, що не задовольняє хоча б одній […]...
- Повнота асортименту Повнота асортименту – це відповідність фактичної наявності видів товарів розробленим асортиментним переліком, існуючому попиту. Висловлюють повноту асортименту через коефіцієнт повноти асортименту. Коефіцієнт повноти (Кп) – відношення дійсного показника до базового. Чим вище повнота асортименту, тим краще задовольняються потреби покупця. Коефіцієнт повноти визначають за формулою: Кп = Вф / Вн Де: ВФ – фактична кількість видів […]...
- Перший закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки – це окремий випадок закону збереження енергії, головного закону природи. Він показує, від яких причин залежить зміна внутрішньої енергії. Закон збереження енергії. До середини XIX ст. численні досліди довели, що Важливо механічна енергія ніколи не пропадає безслідно. Падає, наприклад, молот на шматок свинцю, і свинець нагрівається. Сили тертя гальмують тіла, які при […]...