Подготовьте сообщение о применении и учете теплопередачи путем излучения в быту и технике используя

Обновлено: 05.07.2024

Теплопередача – это одна из форм изменения внутренней энергии тела. При этом процессе теплота переходит от предмета с высокой температурой к предмету, температура которого ниже. Основных видов теплопередачи три: теплопроводность (прямая теплопередача), конвекция и излучение. Рассмотрим все три типа передачи тепла по отдельности.

Теплопроводность – это прямая передача тепла от предмета к предмету при их физическом контакте. В повседневной жизни ее можно наблюдать, например, в холодильнике, где заранее охлажденный воздух забирает внутреннюю энергию у стоящей внутри еды и понижает ее температуру.

Впрочем, ее не стоит путать с конвекцией – аналогичном явлением, которое происходит при другом агрегатном состоянии вещества. Для осуществления конвенции нужен газ, жидкость или плазма. В жизни конвекция ответственна за многие явления – от обогрева или проветривания комнаты до образования облаков, движения литосферных плит и пятен на Солнце.

Излучение сильно отличается от других видов теплопередачи. Если в основе теплопроводности лежит взаимодействие молекул, а в основе конвекции – перенос вещества, то излучение строится на физике волн. Из этого исходит другая его особенность – для того, чтобы нагреть тело излучением, не нужно прямого контакта. Самый простой пример излучения в быту – Солнце, нагревающее Землю.

Но нередко в сложных системах переход тепла может осуществляться более сложным способом: одновременно может использоваться несколько видов теплопередачи или она может происходить между более чем двумя предметами. К примеру, возьмем стол, на котором лежит лист бумаги. В ясный день из окна падает свет солнца и нагревает оба предмета за счет излучения. Но из-за разница в массе и материале лист нагревается быстрее. Тогда он начинает отдавать тепло столу, который, в свою очередь, отдает его холодному воздуху под столом, не нагретом солнечным излучением. Таким образом, в системе из четырех предметов происходит два вида теплопередачи – теплообмен и излучение.

Другой хороший пример – костер. Часть воздуха вокруг себя он нагревает излучением, а часть – конвекцией (костер – это плазма).

С теплопередачей связаны еще два физических термина. Во-первых, это тепловой баланс – состояние, в котором все тела внутри замкнутой системы имеют одну температуру и теплообмена не происходит (разумеется, в такой системе не должно быть излучающего тела). Во-вторых, это смена агрегатного состояния. Она происходит когда телу сообщают (или забирают) слишком много энергии.

Виды теплопередачи в быту

Наверное, нет такой профессии, которая была бы не нужна человеку. А вот без помощи электрика вы не сможете включить ни один прибор, и придется сидеть в темноте. У него должно быть острое мышление, зоркий глаз и самое главное,

В творчестве А.С. Пушкина отмечают несколько периодов его творчества, но одним из плодотворных считают поздний период. Именно в этот период ему пришлось приехать в село Болдино для решения своих проблем перед свадьбой.

Якутия или Республика Саха представляет собой самый большой регион в России и располагается в Дальневосточном Федеральном округе. Ее местность соседствует с Красноярском, Хабаровском, Иркутской, Читинской, Амурской,

В проекте "Виды теплопередачи в быту и технике" всесторонне изучена информация по видам теплопередачи, использованию излучения, теплопроводности и конвекции в быту и технике, выявлено влияние теплопередачи на организм человека, о пределены способы снижения вреда от этого воздействия.

Вложение	Размер
vidy_teploperedachi_v_bytu_i_tehnike.doc	122.5 КБ

Предварительный просмотр:

КРАЕВОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В БЫТУ И ТЕХНИКЕ

учащиеся 8 класса

Добровольский Анатолий Андреевич

1. Теплопередача и ее виды

1.1 Что такое теплопередача …. . 4

1.2 Виды теплопередачи …. 4

1.3 Теплопроводность …. . 4

1.4 Излучение …. 5

1.5 Конвекция …. . 8

1.6 Все виды теплопередачи одновременно …. 9

2. Заключение …. 11

3. Информационные ресурсы …. 13

Проблема - изучить насколько воздействие бытовых приборов, аппаратуры и гаджетов опасно для человека и способах снижения вреда от этого воздействия.

Объект исследования — теплопередача.

Предмет исследования — причины возникновения и последствия воздействия теплопередачи на организм человека.

Цель — всесторонне изучить информацию по видам теплопередачи, использованию излучения, теплопроводности и конвекции в быту и технике, выявить влияние теплопередачи на организм человека.

1. Изучить явление теплопередачи.

Рассмотреть виды теплопередачи и их применение в быту и технике.
Проанализировать насколько воздействие теплопередачи опасно для человека.
Определить способы снижения вреда от этого воздействия.

явление теплопередачи не имеет применения в быту и технике;

возможно, что виды теплопередачи имеют широкое применение в нашей жизни.
оно влияет на организм человека и может быть смертельно опасно.

Методы исследования – поиск, изучение источников информации (книги, статьи, сайты), наблюдение, анализ.

Теоретическая значимость нашей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы для снижения влияния явления теплопередачи на организм человека.

Практическая значимость исследования состоит в том, что оно может быть использовано школьниками для повышения образовательного уровня, учителем биологии и физики для объяснения тем и проведения занимательного урока охраны здоровья.

подготовительный (сентябрь 2019 г.) – сбор информации по теме исследования из различных источников, планирование работы;

проведение наблюдений (сентябрь-октябрь 2019 г.) – проведение наблюдений за применением данного явления в быту и технике;

подведение итогов эксперимента (октябрь 2019 г.) – анализ собранных данных, выводы.

Тип проекта — информационный.

1. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И ЕЕ ВИДЫ

1.1 Что такое теплопередача

Процесс передачи тепла от более нагретого тела к менее нагретому называется теплопередачей .

1.2 Виды теплопередачи

Существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. (Слайд 2). Эти виды теплопередачи имеют свои особенности, однако передача теплоты при каждом из них всегда идет в одном направлении: от более нагретого тела к менее нагретому. При этом внутренняя энергия более нагретого тела уменьшается, а более холодного — увеличивается.. Внутренняя энергия может передаваться не только непосредственно от одного тела к другому, как, например, от горячей воды к опущенной в нее холодной ложке, но и через промежуточные тела. Так, через стенку чайника часть внутренней энергии от горячей электроплиты передается воде; через металлические трубы отопительной системы тепло передается воздуху, находящемуся в помещении и т.д. Внутренняя энергия может передаваться и от более нагретой части одного и того же тела к другой его части, менее нагретой.

Явление передачи энергии от более нагретой части тела к менее нагретой или от более нагретого тела к менее нагретому через непосредственный контакт или промежуточные тела называется теплопроводностью. (Слайд 3).

Металлы имеют большую теплопроводность, особенно медь, серебро. Они являются хорошими проводниками тепла. Это происходит из-за того, что молекулы, обладающие большей энергией, передают часть своей энергии соседним молекулам. В результате все тело постепенно нагревается. Само вещество при этом не перемещается [1].

Нагревание металлического стержня, к которому с помощью пластилина прикреплены гвоздики. (Слайд 4). При нагревании конца стержня пламенем свечи гвоздики начинают последовательно отпадать. Это происходит потому, что молекулы, находящиеся у конца стержня приобретают при нагревании большую энергию и передают ее соседним молекулам. Постепенно эта энергия передается следующим молекулам и стержень нагревается.

В жидкостях внутренняя энергия переносится из более нагретой области в менее нагретую при соударениях молекул и частично за счет диффузии: более быстрые молекулы проникают в менее нагретую область. У жидкостей, за исключением расплавленных металлов, например ртути, теплопроводность невелика. (Слайд 5).

В газах, особенно разреженных, молекулы находятся на достаточно больших

расстояниях друг от друга, поэтому их теплопроводность еще меньше, чем у жидкостей.

Явление диффузии при теплопередаче в газах проявляется больше, чем в жидкостях. Совершенным изолятором является вакуум, потому что в нем отсутствуют частицы для передачи внутренней энергии. (Слайд 6).

В зависимости от внутреннего строения теплопроводность разных веществ (твердых, жидких, газообразных) различна. (Слайд 7).

1. Птицы зимой сидят нахохлившись. Перья задерживают воздух, а он обладает плохой теплопроводностью. Снег, особенно рыхлый, обладает очень плохой теплопроводностью. Этим объясняется то, что сравнительно тонкий слой снега предохраняет озимые посевы от вымерзания. Погреба утепляют соломой. Мех животных из-за плохой теплопроводности предохраняет их от охлаждения зимой и перегрева летом. Люди зимой носят шубы.

2. Ручки чайников, сковородок и т.д. из пластмассы, т.к. она плохо нагревается; корпус посуда из металла – он лучше проводит тепло и еда быстрее нагревается. в момент прикосновения к железной ручке кастрюли с кипящей водой можно получить ожог.

3. Пористые вещества (пенопласт, минеральная вата, паралон и т.д.) – хорошая теплоизоляция, т.к. воздух обладает плохой теплопроводностью. Тонкий слой воздуха между оконными стеклами предохраняет наше жилище от холода так хорошо, как и кирпичная стена. У термоса внутренняя поверхность зеркальная, а между внутренним и внешним сосудами пустота. (слайд 8)

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. (Слайд 9) .

Излучение - это разница между поглощенным и отраженным количеством тепла. Эта способность сильно зависит от цвета, черные объекты поглощают больше тепла, чем светлые.

Виды излучения. (Слайд 10).

1.Тепловое. При столкновении быстрых атомов (или молекул) друг с другом часть их кинетической энергии превращается в энергию возбуждения атомов, которые затем излучают свет (Солнце, лампа накаливания, пламя и др.) (Слайд 11).

2.Электролюминесценция. При разряде в газе электрическое поле увеличивает кинетическую энергию электронов. Быстрые электроны возбуждают атомы в результате неупругого ударения с ними. Возбужденные атомы отдают энергию в виде световых волн. (трубки для рекламных надписей, северное сияние и др.) (Слайд 12).

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется человеком.

Например: - воздушные шары и крылья самолетов красят серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем. - если же нужно использовать солнечную энергию для нагревания некоторых приборов на искусственных спутниках Земли, то эти части окрашивают в темный

цвет. Люди зимой носят темные одежды (черного, синего, коричного цвета) в них теплее, а летом светлые (бежевые, белые цвета). Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и быстрее нагреваются. Созданы материалы, с помощью которых можно превращать тепловое излучение в видимое. Их используют при изготовлении специальной фотопленки для съемки в абсолютной темноте и в приборах ночного видения — тепловизорах. (Слайд 13)

Электромагнитное поле всегда возникает при движении свободных электронов в проводнике, поэтому передача электрической энергии сопровождается интенсивным электромагнитным излучением (ЭМИ).

К настоящему времени, по данным экологов и врачей-гигиенистов известно, что все диапазоны электромагнитного излучения оказывают влияние на здоровье и работоспособность людей и имеют определенные последствия [8]. Воздействие электромагнитных полей на человека в силу их большой распространенности более опасна, чем радиация. Особенно опасно действие электромагнитных излучений на детей, подростков, беременных женщин и лиц с ослабленным здоровьем [9].

Наиболее быстро реагирующими на излучение являются ткани организма, которые подвержены интенсивному клеточному делению. Вследствие облучения такие ткани, как правило, либо мутируют, либо подвергаются интенсивному разрушению. В организме человека такие ткани — это, прежде всего гонады (половые железы), красный костный мозг, щитовидная железа, слизистые оболочки. А также такие клетки (ткани) имеются в мышцах, хрусталиках глаз и так далее [8,10].

Результаты измерений ЭМИ от бытовых приборов

Название электроприбора Уровень излучения

Расстояние от электроприбора, при котором ЭМИ в норме (м)

Электрическое (норма 25В/м)

Магнитное (норма 250 нТл)

Микроволновая печь 2992

Кухонная плита 1540

(индукционная) 10955 1 м

Стиральная машина 210

Утюг 656
2359 0,5 м
Вывод: на основании проделанных измерений видно, что у всех бытовых электроприборов при работе превышается норма ЭМИ, причем в рейтинге самых опасных является микроволновая печь, при этом безопасное расстояние от нее является целых 2,5 метра.

включать электроприборы по очереди, а не все разом: мобильный телефон, компьютер, СВЧ-печь, телевизор должны работать в разное время,
не группировать электроприборы в одном месте, распределить их так, чтобы они не усиливали ЭМП друг друга,
не располагать эти приборы рядом с обеденным, рабочим столом, местами отдыха, сна

Пожалуй, одним из самых распространенных электроприборов в повседневности является сотовый телефон. При работе сотовой связи ее основные компоненты – сотовый телефон и базовая станция – создают электромагнитное поле. И владелец сотового телефона, и человек, не имеющий его, но живущий вблизи объектов сотовой связи, находятся в этом электромагнитном поле. Во время работы, когда связь с абонентом установлена, мобильный телефон окружен довольно мощным электромагнитным полем. Оно проникает в тело человека и поглощается, прежде всего, тканями головы – кожным покровом, ухом, частью головного мозга, включая зрительный анализатор.

Сотовый телефон марки Soni

Вывод: Проанализировав результаты таблицы видно, что ЭМИ от сотового телефона превышает норму, причем значение исходящего вызова больше, чем входящего. это связанно с поиском базовой станции во время исходящего вызова. Наименее опасным является СМС связь. ( Слайд 14,15).

Медицинская диагностика.
Досмотр багажа и грузов.
Дефектоскопия изделий и материалов.
Рентгеноспектральный анализ.
Рентгеноструктурный анализ.

Рентгеновская микроскопия.
Рентгеновская астрономия.
Рентгеновские лазеры.

Естественной конвекции обязаны многие атмосферные явления, в том числе, образование облаков . Благодаря тому же явлению движутся тектонические плиты . Конвекция ответственна за появление гранул н а Солнце .

При вынужденной (принудительной) конвекции перемещение вещества обусловлено действием внешних сил (насос, лопасти вентилятора и т. п.). Она применяется, когда естественная конвекция является недостаточно эффективной.

Конвекцией также называют перенос теплоты, массы или электрических зарядов движущейся средой. (Слайд 17).

Движение молекул в противоположных направлениях под воздействием нагревания – это именно то, на чем основывается конвекция. Конвекция невозможна при нагревании твердых тел. Всему виной достаточно сильное взаимное притяжение при колебании их твердых частиц. В результате нагрева тел твердой структуры не возникают конвекция, излучение. Теплопроводность заменяет указанные явления в таких телах и способствует передаче тепловой энергии. Яркие примеры конвекции – перемещение теплого воздуха в середине помещения с отопительными приборами, когда нагретые потоки движутся под потолок, а холодный воздух опускается к самой поверхности пола. Именно поэтому при включенном отоплении вверху комнаты воздух заметно теплее по сравнению с нижней частью помещения. (слайд 18).

Наиболее простым и доступным для понимания примером конвекции может послужить процесс работы обыкновенного холодильника. Циркуляция охлажденного газа фреона по трубам холодильной камеры приводит к снижению температуры верхних пластов воздуха.

Соответственно, замещаясь более теплыми потоками, холодные опускаются вниз, охлаждая, таким образом, продукты. Расположенная на тыльной панели холодильника решетка играет роль элемента, способствующего отводу теплого воздуха, образованного в компрессоре агрегата во время сжатия газа.

Охлаждение решетки также основывается на конвективных механизмах. Именно по этой причине не рекомендуется загромождать пространство позади холодильника. Ведь только в таком случае охлаждение может происходить без затруднений. (Слайд 19).

Другие примеры конвекции можно заметить, наблюдая за таким природным явлением, как движение ветра. Нагреваясь над засушливыми континентами и охлаждаясь над местностью с более суровыми условиями, потоки воздуха начинают вытеснять друг друга, что приводит к их движению, а также перемещению влаги и энергии. На конвекции завязана возможность парения птиц и планеров. Менее плотные и более теплые воздушные массы при неравномерном нагревании у поверхности Земли приводят к образованию восходящих

потоков, что способствует процессу парения. Для преодоления максимальных расстояний без затраты сил и энергии птицам требуется умение находить подобные потоки. Хорошие примеры конвекции – образование дыма в дымоходах и вулканических кратерах. Перемещение дыма вверх основано на его более высокой температуре и низкой плотности по сравнению с окружающей средой. При остывании дым постепенно оседает в нижние слои атмосферы. Именно по этой причине промышленные трубы, посредством которых происходит выброс вредных веществ в атмосферу, делают максимально высокими.

Среди наиболее простых, доступных для понимания примеров, которые можно наблюдать в природе, быту и технике, следует выделить:

движение воздушных потоков во время работы бытовых батарей отопления;
образование и движение облаков;
процесс движения ветра, муссонов и бризов;
смещение тектонических земных плит;
процессы, которые приводят к свободному газообразованию. (Сдайд 20)

Приготовление пищи. Все чаще явление конвекции реализуется в современных бытовых приборах, в частности в духовых шкафах. Газовый шкаф с конвекцией позволяет готовить разные блюда одновременно на отдельных уровнях при различной температуре. При этом полностью исключается смешение вкусов и запахов. Нагрев воздуха в традиционном духовом шкафу основывается на работе единственной горелки, что приводит к неравномерному распределению тепла. За счет целенаправленного перемещения горячих потоков воздуха при помощи специализированного вентилятора блюда в конвекционном духовом шкафу получаются более сочными, лучше пропекаются. Такие устройства быстрее нагреваются, что позволяет уменьшить время, требуемое на приготовление пищи. Естественно, для хозяек, которые готовят в духовом шкафу всего лишь несколько раз в год, бытовой прибор с функцией конвекции нельзя назвать техникой первой необходимости. Однако для тех, кто не может жить без кулинарных экспериментов, такое устройство станет просто незаменимым на кухне. (Слайд 21).

1.6 Все виды теплопередачи одновременно

В нашей жизни все способы теплопередачи работают одновременно. Редко бывает, когда эти способы действуют отдельно. Типичный пример — термос. Теплопередача от более нагретого тела к более холодному приводит к выравниванию их температур. Поэтому, например, горячий чайник, снятый с плиты, при соприкосновении с окружающим

воздухом через некоторое время остывает. Чтобы помешать телу остывать (или нагреваться), нужно предотвратить возможный теплообмен, причем во всех его трех проявлениях (при конвекции, теплопроводности и излучении). Это достигается путем помещения тела в специальный сосуд - сосуд Дьюара, который был изобретен в 1892 г. английским ученым Джеймсом Дьюаром. Сосуды Дьюара вначале применялись лишь для хранения легкоиспаряющихся сжиженных газов (например, жидкого гелия). Впоследствии их стали применять и в бытовых целях - для сохранения при неизменной температуре помещаемых в них пищевых продуктов. Такие сосуды Дьюара стали называть термосами. Термоса, предназначенный для хранения жидкостей, состоит из стеклянного сосуда с двойными стенками. Внутренняя поверхность этих стенок покрыта блестящим металлическим слоем, а из пространства между стенками выкачан воздух. Чтобы защитить стеклянный корпус термоса от повреждений, его помещают в картонный или металлический футляр. Сосуд закупоривают пробкой, а сверху футляра навинчивают колпачок. Термос устроен таким образом, что теплообмен его содержимого с окружающей средой сведен до минимума. Отсутствие воздуха между его стенками препятствует переносу энергии путем конвекции и теплопроводности, а блестящий слой на внутренней поверхности термоса препятствует передаче энергии излучением.

Это можно доказать, нагревая воду в кастрюле. Сначала от горелки нагревается кастрюля (теплопроводность), затем начинает нагреваться вода (теплопроводность и конвекция). Тепло от кастрюли и воды передается по всем направлениям (излучение). (Слайд 23).

Данный проект поможет учащимся научиться объяснять многие природные явления, поможет в изучении данной темы в школе, привлечёт большее внимание школьников к этому физическому процессу.

Тип проекта: исследовательский.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Виды теплопередачи.

Их использование человеком.

Автор проекта:

Акылбекова Алина, 7 класс

Наставник проекта:

Бондаренко Людмила Петровна,

учитель физики

Способы изменения внутренней энергии тела

Значение теплопередачи в природе и в жизни людей ………. 5

Экспериментальное определение факторов, влияющих на

изменение внутренней энергии тела ……………………………. 6

Аннотация наставника

Проект разработан в рамках программы по физике в 8 классе при изучении темы: Виды теплопередачи. В проекте рассматриваются факторы, влияющие на изменение внутренней энергии тел.

Тип проекта: исследовательский.

Проект направлен на формирование потребности у учащихся самостоятельного познания окружающего мира, способствует развитию творческих и коммуникативных способностей детей, учит получать информацию из разных источников (в том числе из сети Интернет), осмысливать её и применять в своей деятельности.

“Как же передаётся тепло? Как его сохранить” - один из самых важных вопросов в физике. Данный вопрос, по моему мнению, актуален и в наше время, так как человек разрабатывает новые материалы, которые лучше сохраняют тепло, как в строительстве, так и в одежде. Ответ на вопрос, конечно же, есть в обычном учебнике по физике, но чтобы удостовериться, я еще лично проведу исследовательскую работу.

Актуальность исследовательской работы состоит в изучении современных достижений науки и техники в области теплопередачи и это вызывает живой интерес в исследовании данной темы.

В зимнее время года возникает необходимость утеплять как самих себя, так и своё жильё, желательно используя современные достижения науки. Изучение этих достижений и определило выбор темы исследования.

Цели моего исследования:

изучить различные виды теплопередачи и их применение в нашей жизни;

изучение литературы по теме;

практическое исследование особенностей теплопроводности, конвекции, излучения;

подготовка и проведение демонстраций теплопроводности, конвекции, излучения;

При исследовании я ставила перед собой следующие задачи:

Изучить явление теплопередачи.

Рассмотреть виды теплопередачи и их применение.

Провести опыты по различным видам теплопередачи.

Проанализировать и обобщить полученные данные.

Объект исследования – процесс теплопередачи.

Предмет исследования - теплопередача и ее виды;

Методы исследования:

Изучение теории, сравнение, проведение опытов, обобщение и анализ полученных результатов.

Практическая значимость: использование теоретических знаний на практике.

Практическая значимость работы состоит в том, что использование поставленных опытов на уроках природоведения, географии, биологии, физики, позволит убедиться, что виды теплопередачи имеют широкое применение в нашей жизни.

Способы изменения внутренней энергии тела

И так, теплопередача, по слову можно понять, что это передача тепла. Это физический процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей. Существует 3 вида теплопередачи.
Первый вид – это теплопроводность. Теплопроводность – это явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте.

Второй вид – это конвекция. Конвекция – это вид теплообмена, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками.

Третий вид – это излучение. Излучение – это процесс испускания и распространения энергии в виде волн и частиц.

1.2 Значение теплопередачи в природе и в жизни людей.

Вот так мы узнали, какие бывают виды теплопередачи, а вот сейчас вопрос “Какое же их значение в природе, мире?”. Ответ кроется ещё в прошлом, когда люди еще не знали о теплопередачи, о её видах и свойствах, они пытались получить и сохранить тепло. В нашей жизни все способы теплопередачи работают одновременно. Редко бывает, когда эти способы действуют отдельно. Это можно доказать, нагревая воду в кастрюле. Сначала от горелки нагревается кастрюля (теплопроводность), затем начинает нагреваться вода (теплопроводность и конвекция). Тепло от кастрюли и воды передается по всем направлениям (излучение). Различные виды теплопередачи находят широкое применение в повседневной жизни, природе и технике. Например, батареи отопления устанавливаются ближе к полу и чаще всего у окна, так как воздух, находящийся около батареи, нагревается, расширяется, становится более легким и поднимается вверх. На его место опускаются более тяжелые холодные слои воздуха. Таким образом, постепенно воздух в комнате прогревается.

В природе благодаря явлению конвекции образуются теплые и холодные течения в океанах. Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и быстрее нагреваются.

К примеру, излучение. Мы знаем, что энергия передаётся в виде волн.

Солнце, образно говоря, греет землю, с помощью электромагнитных волн передаёт тепло земле или без конвекции в доме не было бы так тепло. Таких примеров можно приводить много.

Экспериментальное определение факторов, влияющих на изменение внутренней энергии тела

В ходе исследования мною использовались такие методы как наблюдение и опыты, которые проводились в домашних условиях.

1 опыт. Теплопроводность разных тел.

Для опыта нам потребуется стакан, кипяток и ложки (металлическая, деревянная и пластмассовая).

Наливаем кипяток в стакан и опускаем разные ложки. А теперь дотронемся до ложек и выясним, какая из них горячее.

Ответ: металлическая – у нее высокая теплопроводность, а дерево и пластмасса – плохие проводники тепла.

Если вы хотите, чтобы чай быстрее остыл, то следует опустить в стакан с кипятком металлическую ложку.

2 опыт. Теплопроводность разных тел.

Налейте чай в алюминиевую и фарфоровую кружки. Когда будем пить чай из алюминиевой кружки, то мы сильнее обожжем губы, чем из фарфоровой, так как, большее количество теплоты от горячего чая передается губам через алюминиевую кружку, так как теплопроводность алюминия выше, чем у фарфора.

3 опыт. Теплопроводность разных тел.

Часто бывает необходимо сохранить пищу горячей или холодной. В этих случаях используют термос.

Он состоит из стеклянного сосуда с двойными стенками. Внутренняя поверхность стенок покрыта блестящим металлическим слоем, а из пространства между стенками сосуда выкачан воздух. Безвоздушное пространство между стенками почти не проводит тепло. Металлический слой препятствует передаче энергии излучением. Термос помещают в металлический или пластмассовый футляр. Сосуд закупоривают пробкой, а сверху навинчивается колпачок.

4 опыт. Конвекция

Почему шерстяная одежда лучше предохраняет от холода, чем синтетическая?

Комнатный термометр заворачиваем в шубу и проверяем, меняются ли его показания через некоторое время. Это конечно не происходит, продемонстрировав этот эксперимент родителям, объясняем, почему же не греет шуба. (Шуба сама не может греть, так как сама не является источником энергии, она лишь является теплоизолятором, не давая зимой нам мёрзнуть, к тому же между телом человека и шубой находится воздушная прослойка).

5 опыт. Конвекция

Охлаждение кастрюли с горячей жидкостью проводилось двумя способами: 1 - кастрюля ставилась на лед и 2 - лед помещался на кастрюлю.
Во втором случае охлаждение происходило быстрее. Объясняется это следующим. Когда мы кладем лед на кастрюлю, верхние слои охлаждаются и становятся тяжелее, в результате они опускаются вниз. На их место приходят более нагретые слои жидкости. Таким образом, в результате конвекции происходит охлаждение жидкости.

Во втором случае конвекция не будет происходить, т.к. охлаждение будет происходить снизу, и холодные слои подняться вверх не могут, процесс охлаждения будет проходить медленно, перемешивание жидкости не происходит. Таким образом, мы можем предложить родителям охлаждать любые продукты сверху: класть их не на лед, а лед поверх продуктов, ведь они охлаждаются не столько льдом, сколько холодным воздухом, который опускается вниз.

6 опыт. Конвекция

Где лучше предусмотреть расположение форточки?

Форточку лучше располагать в верхней части окна. Теплый воздух более легкий, он располагается в верхней части комнаты, ему на смену будет приходить более холодный воздух с улицы. При таком расположении форточки будет осуществляться более быстрое проветривание комнаты. Перемещение воздуха по комнате можно проследить с помощью зажженной свечи.

7 опыт. Излучение

С помощью уличного термометра измерьте температуру сначала на солнечной стороне дома, затем на теневой. Показания термометров будут разными.

В летний солнечный день возьмите большую двояковыпуклую линзу и расположите ее так, чтобы в ее фокусе появилось маленькое, в виде точки, изображение солнца. Если вы направите его на бумажку, она загорится.

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется на практике. Например, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в холодном.

А почему снег в городе тает быстрее, чем за городом?

(снег в городе более грязный, поэтому он лучше поглощает энергию и тает)

Из всех моих приведённых объяснений, рассуждений, доказательств, опытов и выводов мною и моим учителем физики Бондаренко Л.П. было подтверждено, что теплопередачей называют процесс передачи тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Существует три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение. В жизни все они чаще всего действуют одновременно. Поэтому вокруг себя мы можем наблюдать множество примеров применения разных видов теплопередачи.

Таким образом, я подтвердила свою гипотезу, что знания различных способов передачи тепла имеют большое значение в жизни человека. Применяя эти знания, можно многое объяснить. А ученые-технологи создают новые строительные материалы, которые хорошо защищают жилище человека от холода и воздействия атмосферных явлений.

Работая над темой своего исследования, я нашла ответы на свои вопросы.

Теперь без затруднения я смогу ответить на вопросы:

1. Почему птицы в холодную погоду распушают свои перья?

(Между перьями находится воздух, а воздух плохой проводник тепла).

2. Почему шерстяная одежда лучше предохраняет от холода, чем синтетическая? (Между шерстинками находится воздух, который плохо проводит тепло).

3. Почему зимой, когда погода холодная, кошки спят, свернувшись в клубок? (Свернувшись в клубок, они уменьшают площадь поверхности, отдающей тепло).

4. Зачем ручки паяльников, утюгов, сковородок, кастрюль делают из дерева или пластмассы? (Дерево и пластмасса обладают плохой теплопроводностью, поэтому при нагревании металлических предметов мы, держась за деревянную или пластмассовую ручку, не будем обжигать руки).

Данная тема актуальна и сейчас, тем, что от теплопередачи и её видов и от их существования зависит жизнь людей, животных и всего мира.

Люди активно используют процесс изменения внутренней энергии тела в своей жизни, применяют его в производстве различных механизмов и машин, используют в быту. В природе этот процесс происходит вне зависимости от деятельности человека и задача людей – не нарушать этот процесс.

Опыты, которые я провела, были очень интересными, и я думаю, что в дальнейшем эти знания мне помогут при изучении физики в следующем классе.

Перышкин А.В., Физика 8 класс, М.:2017

Лукашик В.И. Иванова Е.В, Сборник задач по физике для 7, 8 и 9 классов, М.: 2010

Детская энциклопедия. Издание второе. Том 3. – Просвещение, 1965-1968

Мустафаев Р.А. Физика. В помощь поступающим в вузы: Учеб. Пособие для слушателей подгот. отд. вузов /Р.А. Мустафаев, В.Г. Кривцов. – М.: Высшая школа, 1989

Физика. Большой справочник для школьника /Ю.И. Дик, В.А. Ильин, Д.А. Исаев. – М.: Дрофа, 2007

Читайте также:

Подготовьте сообщение о применении и учете теплопередачи путем излучения в быту и технике используя

Популярные сегодня темы

Виды теплопередачи в быту

Предварительный просмотр: