Конвекция в природе и в технике

Само слово на латыни означает «перенос». А процесс конвекции характеризуется переносом тепла в газообразных, жидких и даже твердых сыпучих средах веществами. В природе законы конвекции мы наблюдаем вокруг себя ежедневно. Именно природное явление называют естественной конвекцией, при которой нижние уровни вещества при нагревании самопроизвольно начинают движение вверх, а более холодные уровни опускаются на их место. Увидеть это можно, если повесить над пламенем листик из бумаги, который станет двигаться от поднимающегося вверх теплого воздуха. В жидкости этот процесс происходит благодаря нагреванию нижних слоев, которые постепенно передают тепло к верхним. Так, к примеру, закипает вода. Интересно, что если пытаться нагреть воду сверху, то конвекции не произойдет, потому что физическое движение теплого вещества вниз, а холодного вверх просто невозможно. Вынужденной конвекцией называется усиленное перемешивание газа или жидкости с помощью мешалок или вентиляторов.

Обогреватели с разной конвекцией

Любой из обогревателей прогревает помещение по законам конвекции. Но одни из них создают вынужденное перемещение нагретых слоев воздуха, а другие работают на основе естественных движений тепла. К примеру, тепловентиляторы, нагревая воздух, еще и раздувают его по всему помещению. А вот масляные радиаторы или отопительные конвекторы действуют по естественным законам природы. Если говорить о масляных устройствах, то перемешивание теплого воздуха с холодным при их работе происходит быстрее, благодаря высокой температуре нагрева, но при этом воздух сильно сушится. А вот конвекторы электрические отзывы получают всегда самые положительные, ведь принцип естественного передвижения теплых масс позволил создать батарею, которая не вредит здоровью и безопасна в эксплуатации бесконечно долго. Воздух в комнате при этом не пересушивается, температура поддерживается все время, опасности ожогов нет совершенно.

Конвекционные печи

Применение конвекционного принципа в микроволновках, духовках и печах позволило ускорить и улучшить выпечку и приготовление разных блюд. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон. Выпечка в таких печах всегда будет идеальной. Именно поэтому конвекционные печи относят к профессиональной технике и используют их в хлебопекарнях, фаст-фудах, ресторанах и кафе и т.п. В современных кухонных духовках для домашнего быта тоже начали уже встраивать конвекционную систему, и это очень понравилось всем хозяйкам и любителям вкусно покушать.

Циркуляция воздуха в холодильниках

В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным. К примеру, наш холодильник Snaige без устали вырабатывает холод с помощью циркулирующего по трубам фреона, который охлаждает верхние слои в холодильной камере. Охлажденный воздух опускается вниз и вытесняет теплый вверх, где тот также охлаждается. Так вся камера заполняется холодом, что и нужно в холодильных устройствах. Чтобы циркуляция холодных потоков была эффективней, не нужно загружать внутреннее пространство холодильника до отказа, оставьте проемы для свободного движения.

www.hockey-world.net

Конвекция в природе и технике

«Конвекция

в природе и технике»

  Если бы я захотел читать не зная букв, это было бы бессмыслицей. Точно так же, если бы я захотел судить о явлениях природы, не имея представления о началах вещей, это было бы такой же бессмыслицей…

М.В. Ломоносов

Что такое конвекция?

Конвекция (от лат. convectio — доставка) – это вид теплообмена, при котором тепло переносится самими струями газа или жидкости.

Объяснение конвекции

Явление конвекции можно объяснить законом Архимеда и явлением теплового расширения тел. 

При повышении температуры объем жидкости возрастает, а плотность уменьшается. Под действием архимедовых сил менее плотная нагретая жидкость поднимается вверх, а более плотная холодная жидкость опускается вниз. Если же жидкость нагревать сверх, то менее плотная теплая жидкость там и останется и конвекция не возникнет. Так устанавливается круговорот жидкости, сопровождающийся переносом энергии от нагретых участков к более холодным. Совершенно аналогичным образом возникает конвекция в газах.

Механизм конвекции:

Виды конвекции

естественная

вынужденная

Особенности конвекции

• возникает в  жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
• само вещество  переносится;
• нагревать вещества нужно снизу.

в жидкостях

в газах

Естественная конвекция

Для возникновения естественной конвекции требуется подогрев жидкости снизу (или охлаждение сверху), причем нагрев в разных участках должен быть неравномерным.

Вынужденная конвекция

При вынужденной конвекции потоки нагретой (или охлажденной) жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов. Такая конвекция используется в тех случаях, когда естественная конвекция оказывается недостаточно эффективной, а также в состоянии невесомости, когда естественная конвекция невозможна.

Конвекция в природе и технике

работа обычной батареи отопления; 

тяга в печи;

отопление дома;

образование облаков;

образование ветра, бриза и муссонов;

движение тектонических плит;

процессы горообразования;

  процесс  дымообразования из труб и кратеров вулканов;

процесс  охлаждения продуктов в холодильнике;

КОНВЕКЦИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

ОБЪЯСНИ ЗАДАЧУ

: Пришёл купец к другому купцу в гости. Тот гостю обрадовался, и самовар растапливать стал. Наложил щепок в самоварную трубу, поджёг их сверху. Вода в самоваре закипела – пар из самовара повалил. Сели за стол чай пить. В чашки чайные наливают из самовара воду, а она холодная. Почему купцам не удалось чаю попить?

Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка с чаем нет?

Ветры бризы, возникающие на берегах морей.  В каком направлении дуют они в летние дни днем и ночью и почему?  Где надо расположить лед: снизу или сверху, чтобы охладить продукты?

 

Литература.

1.Алейникова Л.А. Теплообмен в природе и технике. Физика. Издательский дом «Первое сентября» №22, 2006 г.

2. Атаманченко А.К. Физика за малые деньги. Издательство «Школа – Пресс», «Физика в школе», 1998, №2.

3.Галин Н. М., Кириллов П. Л. Тепломассообмен. — М.: Энергоатомиздат, 1987.

4.Григорьев Б. А., Цветков Ф. Ф. Тепломассообмен: Учеб. пособие — 2-е изд. — М: МЭИ, 2005.

5.Касьянов В.А. Физика. 10 кл.: Учебн. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2005.

6. Крюков С.Н. Физика: третий вопрос в экзаменационных билетах: итоговая аттестация. 11 класс. – М.: Чистые пруды, 2007.

7.Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

8. Мир физики в художественной литературе/ Ред.-сост. С.А.Тихомирова. – М.: Школа – Пресс, 1997.

9.Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват.учреждений. – М.: Дрофа, 2004.

10.Семке А.И. Практические работы по физике с экологическим содержанием: Естественнонаучный профиль. 9-11 классы. – М.: Чистые пруды, 2008.

11.  Семке А.И. Физика и живая природа: Занимательный материал к уроку. 7-9 классы. – М.: Чистые пруды, 2008.

12.  Физика: Молекулярная физика и термодинамика с основами общей астрономии: Учеб.для 7 кл. общеобразоват.учреждений / Под редакцией А.А.Фадеевой. – М.: Просвещение, 2000.

13.  http://images.yandex.ru

14.  http://www.tvk.by/pimg/s_63.jpghttp://images.yandex.ru

   

 

videouroki.net

Виды теплопередачи в быту, их учет и использование

Основные виды теплопередачи в быту — это перераспределение температур путем нагрева, излучения или конвекции. Разные материалы имеют отличные друг от друга свойства. Хорошими проводниками являются все металлические изделия.

Классификация

Существуют основные виды теплопередачи в быту: теплопроводность (между твердыми телами), конвекция (имеет отношение к газовым средам), излучение (передача тепла бесконтактным способом). Теплопередача обозначает действие преобразования энергии внутри предмета без осуществления внешнего воздействия на него. Перенос тепла происходит благодаря внутренним процессам.

Виды теплопередачи в быту:

• Перенос энергии от разогретой подошвы утюга к тканям.
• Нагрев металлической вставки рукоятки ножа после опускания его кончика в кипящую воду.
• Ручка металлического половника становится огненной, после опускания его в горячий суп.
• Нагрев плафона освещения от лампы накаливания, размещенной внутри люстры.

Перечисленные процессы описывают только некоторые виды теплопередачи в быту. Нагрев воздуха от батареи является примером конвекции, когда энергия пассивно передается от твердого тела газообразному веществу. Этот процесс описывают взаимодействием молекул между собой.

Материалы

Рассматривать примеры теплопередачи в природе и быту проще всего на металлических предметах. Они обладают самыми высокими показателями теплопроводности. К таким относят медные стержни (штативы, проволоку, трубы, пружины), сталь и сплавы.

Доказательством теплопередачи является стеклянный термометр. Стальная ножка контактирует с ртутью, нагревается человеческим телом. Жидкое вещество начинает расширяться, что мы видим по встроенной шкале.

Пластмассы тоже хорошо передают тепло. Этот процесс мы наблюдаем в процессе зарядки смартфона, планшета или ноутбука. Задняя крышка всегда более тёплая. Там и происходит перераспределение внутренней энергии.

Изученные виды теплопередачи в природе, быту используются повсеместно. В обычном чайнике тепло от металлического корпуса передается жидкости. А она в свою очередь нагревает ручку из пластмассового материала. Передача энергии в последнем случае осуществляется за счет пара.

Закономерности вокруг нас

Теплопередача в природе, технике, быту зависит от множества условий. Соприкасаемые друг с другом материалы передают энергию по-разному. Это мы можем увидеть на примере обычного окна. Между стеклянными поверхностями задуман промежуток из воздушной прослойки. Последняя слабо передает тепло.

Стеклянные поверхности быстро принимают и отдают энергию. Пористые материалы обладают практически нулевой теплопроводностью. Поэтому их используют для утепления фасадов зданий при строительстве.

Доказательством различной теплопроводности является одежда, сделанная из различных по свойствам тканей. Шерсть и другие ворсистые материалы плохо проводят тепло. А плащевка (синтетика) пропускает энергию моментально. Поэтому в изделиях из таких тканей холодно зимой.

Закономерности дома

По утрам наливая кружку горячего чая, какие мы можем увидеть виды теплопередачи? Их учёт и использование в быту будет выглядеть так:

• Кружка горячего чая помещается в подстаканник из слабо проводящего тепло материала. Часто этот вариант используется проводниками в поездах.
• Металлические кастрюли оборудуются крышками с ручками из пробкового дерева либо пластмассы. Последние материалы практически не нагреваются.
• Ручки ножей, ложек, половников также оформляются пластиковыми вставками.
• У газовых и электрических плит поверхность духового шкафа покрывается фольгированным материалом, способным отражать тепло. А между корпусом и нагревающимися элементами предусмотрены воздушные зазоры.

Для рационального потока воздуха в комнате форточки на окнах располагаются наверху. Тепло всегда поднимается, а холодный воздух с улицы помогает равномерно распределяться энергии в помещении. Когда мы открываем окно, мерзнут в первую очередь именно ноги. Эта неравномерность выравнивается за счет конвекции.

Отличия

Существуют свои особенности различных видов теплопередачи. У конвекции преимущественно перенос тепла происходит за счет смешивания газов. Молекулы передают энергию за счет соприкосновения. В конце процесса температура в замкнутом объеме выравнивается. После закрытия окна в комнате температура воздуха одинакова везде, если нет других источников тепла или холода.

Теплопередача зависит от вида материала. Так, сталь и медь после соприкосновения будут отличаться по температуре. Это объясняется различными свойствами передачи энергии. Нагретый металлический предмет не нагревает пробковый материал. Ложка в стакане чая раскаляется так, что невозможно ее взять в руки. Однако она может быть изготовлена из алюминиевого сплава, а он обладает низкой теплопроводностью.

Излучение наблюдают во всех вышеперечисленных примерах. За счет этого явления происходит незначительная потеря энергии. В бытовых приборах это явление наблюдается особенно сильно: в нагревателях, утюгах, паяльниках. Заметить лучи можно, поднося руку на расстоянии к поверхности нагрева. Ощущаться должно небольшое тепло — это происходит за счет инфракрасного излучения.

Излучение

Используются все виды теплопередачи в природе, быту, технике. Излучение инфракрасного спектра можно встретить в медицинских приборах. Оно положительно влияет на поверхность тела. Таким образом прогревают мышцы, суставы, внутренние органы.

В природе главным источником тепла являются солнечные лучи. Именно излучением согревается планета Земля. Все растения питаются этой энергией. Моря и океаны, воздух приходят в движение. Ветра образуются под влиянием инфракрасного спектра.

Излучение учитывают при производстве всех бытовых приборов, работающих от электрического тока. Телефонные мобильные аппараты греются постоянно. Именно поэтому не рекомендуется располагать смартфоны в области сердца.

Доказательства закономерностей опытами

Для проведения простого эксперимента потребуется медный провод небольшой длины. Оголяют два конца, один из которых берут в руку. Второй помещают над огнем или в кипящую воду.

Постепенно оба конца становятся горячими. Но в области изоляции провод можно спокойно удерживать. Это есть доказательство теплопроводности. Для опыта с конвекцией достаточно открыть окно. Предметы внизу будут более холодными, чем у потолка. После закрытия форточки температура тел сравняется.

Излучение можно ощутить от любого нагретого предмета. На расстоянии ощущается передача тепла. При таянии льда на расстоянии ощущается и холод. Невидимые лучи можно почувствовать рукой, если засунуть её в пространство морозилки холодильника.

Теплопроводность ощущается при работе стиральной машины. Достаточно потрогать крышку люка при нагреве воды. Воск на свече нужен для снижения теплоотдачи, чтобы она горела дольше.

Опыты с различными материалами

Доказательство теплопроводности можно получить путем нагрева стальной и серебряной ложек. Два металла имеют различные свойства передачи энергии. На конец ручки каждой ложки нужно нанести воск. Далее нагревают оба предмета от одинакового источника тепла с другой стороны.

У стальной ложки воск растает гораздо раньше, что говорит о лучшей теплопроводности. Вместо воска можно взять кусочек замороженного сливочного масла или маргарина для опыта в домашних условиях.

Второй опыт доказывает зависимость теплопроводности от цвета материала. Потребуется темный и светлый чайники. Оба сосуда нагревают до кипения в них воды и засекают время остывания каждого.

По законам физики темный чайник остывает дольше. Это доказывает, что светлые материалы нагреваются меньше. Поэтому в жаркое время носят белые панамки. Ведь солнечные лучи притягиваются черной тканью.

В мороз же мы носим теплые шарфы, чтобы не произошло обледенение лица. Так, в шерстяной варежке рука абсолютно не мерзнет в морозилке. Это говорит о низкой теплопроводности материала.

fb.ru

Виды теплопередачи – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  

• Участник: Ромашов Владимир Михайлович
  
• Руководитель: Гурьянова Галина Александровна   
  

Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно. 

Техника безопасности по теме «Тепловые явления»

1. Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
2. До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
3. Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
4. Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
5. Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
6. Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
7. При выполнение опытов нельзя пользоваться разбитой стеклянной посудой или посудой с трещинами.
8. Стеклянные колбы при нагревании нужно ставить на асбестовые сетки. Воду можно нагревать до 60–70°С.
9. Осколки стекла нельзя собирать со стола руками. Для этого нужно использовать щетку с совком.
10. Нельзя оставлять без присмотра нагревательные приборы.
11. Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
12. Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися  предметами.
13. Берегите оборудование и используйте его по назначению.
14. При получении травмы обратитесь к учителю.

Введение

В своей работе по теме «Виды теплопередачи» я проведу и объясню три эксперимента, описанные в учебнике Перышкина А.В. Физика. 8класс.

Цель работы: расширение кругозора, повышение эрудиции, развитие интереса к экспериментальной физике, умений демонстрировать и объяснять опыты, научиться работать самостоятельно.

Выдвигаемая гипотеза: внутреннюю энергию тел можно изменять путем теплопередачи. Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Опыт № 1. Теплопроводность

На примере этого опыта я хотел показать действие теплопроводности наглядно. При нормальных условиях тепло должно передаваться равномерно вследствие колебательных движений частиц.

К металлической линейке с помощью воска я прикрепил несколько кнопок. Закрепив линейку в штативе, я начал нагревать один конец линейки с помощью спиртовки. Линейка начала постепенно нагреваться, это можно доказать тем, что воск начал таять постепенно и кнопки поочерёдно начали отпадать.

Вывод из опыта № 1

Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура в следующей части линейки. При теплопроводности не происходит переноса самого вещества. Теплопроводность металла хорошая, у жидкостей невелика, у газов еще меньше.

Применения теплопроводности

• Теплопроводность используется при плавлении металлов.
• В электронике используют настолько плотное расположение плат, что теплоноситель проникает туда с трудом. Поэтому приходится тепло от электронных чипов отводить теплопроводностью.
• Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. В кухонной посуде ручки чайников и кастрюль обычно делают деревянными или пластмассовыми в связи с тем, что у дерева и пластмассы плохая теплопроводность.
• Поверхность утюга, которой гладят металлическая, чтобы хорошо прогревалась, а вся остальная часть утюга пластмассовая, чтобы не обжечься.
• Плохую теплопроводность газов в основном используют, как теплоизоляцию, чтобы предохранять помещения от замерзания.
• Плохая теплопроводность газов используется в окнах. Между двумя стёклами в окне находится воздух, поэтому воздух долгое время сохраняет тепло.
• Термос работает по такому же принципу, что и окно. Между внутренними стенками и внешними находится воздух, и тепло очень медленно уходит.
• Теплопроводность газов используется во многих строительных материалах, например, в кирпичах. В кирпиче находятся отверстия не просто так, а для сохранения тепла. Стены состоят из двух слоёв, между которыми находится воздух, это сделано для сохранения тепла.
• Дома в зонах вечной мерзлоты строят на сваях.
• Тонкой полиэтиленовой плёнкой можно защищать растения от холода, потому что полиэтилен – плохой проводник тепла.
• Материалы, не пропускающие тепло, используются при космических полётах, чтобы пилоты не замерзали.
• Горячие предметы лучше брать сухой тряпкой, нежели мокрой, потому что воздух хуже проводит тепло, чем вода.

Теплопроводность в природе

У многих не перелётных птиц температура лапок и тела может различаться до 30 °С. Это связано с тем, что им приходится ходить по холодной земле или по снегу, чтобы не замёрзнуть, низкая температура лап сильно понижает теплоотдачу.

Образование ветра это тоже теплопроводность. Зарождаются ветра обычно около водоёмов. Днём суша нагревается быстрее чем вода, то есть над водой воздух более холодный, следовательно, его давление выше, чем у воздуха, который над сушей, и ветер начинает дуть в сторону суши. Ночью же суша остывает быстрее, чем над водой, и воздух над ней становится холоднее, чем тот, что над водой и ветер дует в сторону воды.

Мех животных обладает плохой теплопроводностью, что защищает их от перегрева и замерзания.

Снег, будучи плохим проводником тепла, предохраняет озимые посевы от вымерзания.

Внешняя температура тела у человека держится постоянной благодаря теплопроводности и её свойству, согласно которому, при взаимодействии микрочастиц они передают друг другу тепло.

Интересные факты о теплопроводности

Самую большую теплопроводность имеет алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше чем у меди. Если алмазную ложечку опустить в горячий чай, то вы сразу обожжётесь из-за того, что тепло дошло до конца ложки.

Теплопроводность стекла настолько мала, что вы можете взять стеклянную палочку, раскаленную посередине, за концы, и при этом даже не почувствовать тепла.

Итальянские учёные изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Лето в ней не буде жарко, а зимой – холодно. Это связано с тем, что она сшита из специального материала, не пропускающего тепло.

Опыт № 2. Излучение

В этом опыте я хотел показать способ передачи тепла без взаимодействия двух тел. Тепло должно передаваться приёмнику, а тот в свою очередь пускать его через трубку в жидкостный манометр. Вследствие нагрева воздуха в колене соединённом с жидкостным манометром, жидкость должна опуститься.

Я соединил колено жидкостного манометра с теплоприемником. Зажёг спиртовку и поднёс к ней теплоприёмник светлой стороной, но на определённое расстояние. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, немного уменьшилась. Выровняв количество жидкости в манометре, я снова поднёс теплоприемник к источнику тепла, но уже тёмной стороной. Жидкость в колене манометра, соединённом с приёмником, уменьшилась, но значительно сильнее и быстрее. Воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился, стал давить на жидкость в колене манометра.

Вывод из опыта № 2

Энергия передавалась не теплопроводностью. Между нагретым телом и теплоприемником находился воздух – плохой проводник тепла. Следовательно, в данном случае передача энергии происходит путем излучения.

Передача тепла излучением отличается от других видов теплопередачи. Она может осуществляться даже в полном вакууме.

Важным и отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит, что если поместить тело в теплоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии. Часть тепла полученного излучением поглощается, а часть отражается.

Применения излучения

Способность тел по-разному поглощать энергию излучения используется на практике. Так, поверхность воздушных шаров, крылья самолетов красят в серебристой краской, чтобы они не нагревались солнцем.

Лучевой нагрев помещения специальными инфракрасными радиаторами. Такой нагрев более эффективный, чем нагрев конвекцией, так как лучи свободно проходят сквозь воздух.

Излучение используют на космических аппаратах. Так как там нет воздуха, не получится по-другому передать тепло.

Если находиться рядом с лампой накаливания можно почувствовать тепло исходящее от неё.

Солнечные батареи работают по принципу излучения. Солнце испускает мощные тепловые лучи. Солнечные батареи принимают тепловые лучи и перерабатывают их в энергию. Такие батареи хорошие приёмники для солнечных лучей, потому что их поверхность тёмного цвета, и они хорошо нагреваются. Такие батареи используются на космических станциях и спутниках.

От компьютеров и мобильных телефонов тоже исходит тепловые лучи.

Приборы ночного видения. Такие приборы сделаны из материалов способных превращать тепловые излучения в видимые. Такие приборы используются для съёмки в абсолютной темноте. Они способны улавливать различные участки, температура которых различается на сотые доли градуса.

Интересные факты

Чем более тёмное тело, тем лучше оно поглощает тепло. Зеркальные поверхности отражают тепло полученное излучением. Абсолютно черное тело – физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах.

Когда объект нагревается до высокой температуры, он начинает светиться красным цветом. В процессе дальнейшего нагревания объекта, цвет его излучения меняется, проходя через оранжевый, желтый, и дальше по спектру, чем горячее — тем меньше длина волны излучения.

Когда излучение, распространяясь от тела-источника, достигает других тел, то часть его отражается, а часть ими поглощается. При поглощении энергия теплового излучения превращается во внутреннюю энергию тел, и они нагреваются.

Змеи отлично воспринимают тепловое излучение, но не глазами, а кожей. Поэтому и в полной темноте они способны обнаружить теплокровную жертву. Гремучие змеи и сибирские щитомордники реагируют на изменения температуры до тысячной доли градуса.

80 процентов тепла тела излучается головой человека.

Если бы не свойства излучения, то земля бы замёрзла. Так как земля постоянно излучает тепловые лучи в бесконечное пространство.

Глаза таракана чувствуют колебания температуры в сотую долю градуса.
На каждый квадратный метр земной поверхности попадает около 1 кВт тепловой энергии Солнца, что достаточно, чтобы вскипятить чайник за считанные минуты. 

Опыт № 3. Конвекция

Рассмотрю явление передачи тепла с помощью конвекции. Этим опытом я хочу показать, как действует конвекция. Если опыт пройдёт успешно, то тепло должно передаваться снизу вверх.

Я налил холодную воду в колбу и добавил туда марганцовокислого калия для того, чтобы видно было процесс нагрева. Зажег спиртовку и начал подогревать колбу. Видно, как струи подкрашенной воды поднимаются вверх. Нагретые слои жидкости – менее плотные и поэтому более легкие – вытесняются более тяжелыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается.

Вывод из опыта № 3

При конвекции энергия переносится самими струями жидкости или газа. При конвекции происходит перенос вещества в пространстве. Для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу. Конвекция в твердых телах происходить не может.

Конвекция бывает двух видов: естественная – нагревание жидкости или газа и его самостоятельное движение; принудительная – смешивание жидкостей или газов с помощью насосов или вентиляторов.

Применение конвекции

Нагрев дна кастрюли на плите газом. Горящий газ греет дно кастрюли, а тепло передается через стенку дна путем теплопроводности. Далее тепло от дна кастрюли поступает в воду и распространяется по всему объему воды путем конвекции.

Конвекция используется в конвекционных печах или микроволновках. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон. 

В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным.

Батареи отопления в жилых помещениях располагаются снизу, а не сверху, потому что тёплый воздух поднимается вверх и помещение прогревается везде одинаково, если бы батареи располагались у потолка, то помещение бы не нагревалось вовсе.

Батареи располагаются именно под окнами, потому что горячий воздух поднимается и распространяется по комнате, а сам уступает место холодному воздуху, поступающему из окна.

Конвекция используется в двигателях внутреннего сгорания. Если воздух не будет поступать в камеру сгорания, то горение прекратится. Из-за горения воздух там расширяется, давление уменьшается и холодный воздух поступает внутрь. К двигателю внутреннего сгорания обязательно должен поступать воздух.

Одним из средств повышения температуры участка почвы и припочвенного воздуха служат теплицы, которые позволяют полнее использовать излучение Солнца. Участок почвы покрывают стеклянными рамами или прозрачными пленками. Стекло хорошо пропускает видимое солнечное излучение, которое, попадая на темную почву, нагревает ее, но хуже пропускает невидимое излучение, испускаемое нагретой поверхностью Земли. Кроме того, стекло препятствует движению тёплого воздуха вверх, то есть осуществлению конвекции. Таким образом, теплица является ловушкой энергии.

Вентилятор фена прогоняет воздух через трубу с тонкой длинной нагревательной спиралью. Спираль нагревается проходящим по ней электрическим током. Далее происходит передача тепла от разогретой спирали окружающему её воздуху. Здесь используется явление принудительной вентиляции воздуха и явление теплопередачи.

Конвекция в природе

Конвекция участвует в образовании ветра. Если бы работала только теплопроводность, то ветров бы почти не было, но благодаря конвекции теплый воздух поднимается над сушей и уступая холодному воздуху.

Благодаря конвекции появляются облака и тучи. Так как вода испаряется, конвекция подгоняет пар высоко вверх, и там образуются облака под воздействием холодного воздуха и низкого давления.

Конвекция участвует в возникновении волн. Волны появляются благодаря ветру, а ветер в свою очередь благодаря конвекции и теплопередачи, следовательно, без конвекции волн не могло бы быть.

Стекло начинает замерзать снизу раньше, чем сверху. Это происходит потому, что холодный воздух более плотный и опускается вниз и тем самым замораживает поверхность стекла.

Листья осины дрожат даже в безветренную погоду. У листьев осины длинные, тонкие и сплющенные черенки, имеющие очень малую изгибную жесткость, поэтому листья осины чувствительны к любым, незначительным потокам воздуха. Даже в безветренную погоду, особенно в жару, над землей имеются вертикальные конвекционные потоки. Они и заставляют дрожать осину.

Интересные факты

В сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.

Выводы из проделанных опытов

Если изменение внутренней энергии происходит путем теплопередачи, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией или излучением. Когда температуры тел выравниваются, теплопередача прекращается.

rosuchebnik.ru

что это такое, особенности и примеры в быту. Жми!

Конвекция, если переводить дословно с латинского языка, означает теплообмен, в котором холодный воздух, поступая в устройство, проходит через систему нагревательных элементов и выходит горячим потоком.

На фото изображен обогреватель – конвектор в жилом помещении, который имеет встроенные спирали, без принудительной вентиляции. В данном оборудовании соблюдаются физические свойства воздуха – холодный остается внизу, а теплый поднимается.

Естественная конвекция существует и в других бытовых приборах: холодильнике, морозильнике, кипящей кастрюле с жидкостью и так далее.

Это интересно: в природе очень часто наблюдается естественная конвекция, например, как движение мантии Земли. Это возникает самопроизвольно, когда нижние слои вещества нагреваются и высвобождаются, а верхние, в свою очередь, остывают и опускаются вниз. Ветры, муссоны и бризы, так же относятся к конвекции. Происходит естественное охлаждение воздуха (повышается влажность), и он начинает циркулировать.

Принудительная конвекция широко применяется в производстве устройств, имеющих насосы и вентиляторы. К таким приборам можно отнести: электрические отопительные радиаторы в квартирах, бытовую технику, запчасти для машин и многое другое.

Интересный факт: если посмотреть на аббревиатуру с точки зрения физики, то конвекцией можно назвать любое перемещение теплых масс или электрических зарядов.

Не имеет значение, под какой силой происходит процесс – главное, чтобы одно состояние объекта свободно перетекало в другое.

Знаменитый философ, математик и мыслитель Архимед научился объяснять, откуда берется конвекция, и почему при нагреве тела расширяются. Он провел ряд вычислений и исследования, показывающих, что при определенной температуре увеличивается объём вещества — жидкости или газа, а плотность указанных веществ уменьшается.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об одном из видов теплопередачи — конвекции:

Похожие статьи

abisgroup.ru

Учет теплопроводности тел в технике. Виды теплопередачи в быту, их учет и использование

Основные виды теплопередачи в быту — это перераспределение температур путем нагрева, излучения или конвекции. Разные материалы имеют отличные друг от друга свойства. Хорошими проводниками являются все металлические изделия.

Классификация

Существуют основные виды теплопередачи в быту: теплопроводность (между твердыми телами), конвекция (имеет отношение к газовым средам), излучение (передача тепла бесконтактным способом). Теплопередача обозначает действие преобразования энергии внутри предмета без осуществления внешнего воздействия на него. Перенос тепла происходит благодаря внутренним процессам.

Виды теплопередачи в быту:

• Перенос энергии от разогретой подошвы утюга к тканям.
• Нагрев металлической вставки рукоятки ножа после опускания его кончика в кипящую воду.
• Ручка металлического половника становится огненной, после опускания его в горячий суп.
• Нагрев плафона освещения от лампы накаливания, размещенной внутри люстры.

Перечисленные процессы описывают только некоторые виды теплопередачи в быту. Нагрев воздуха от батареи является примером конвекции, когда энергия пассивно передается от твердого тела газообразному веществу. Этот процесс описывают взаимодействием молекул между собой.

Материалы

Рассматривать примеры теплопередачи в природе и быту проще всего на металлических предметах. Они обладают самыми высокими показателями теплопроводности. К таким относят медные стержни (штативы, проволоку, трубы, пружины), сталь и сплавы.

Доказательством теплопередачи является стеклянный термометр. Стальная ножка контактирует с ртутью, нагревается человеческим телом. Жидкое вещество начинает расширяться, что мы видим по встроенной шкале.

Пластмассы тоже хорошо передают тепло. Этот процесс мы наблюдаем в процессе зарядки смартфона, планшета или ноутбука. Задняя крышка всегда более тёплая. Там и происходит перераспределение внутренней энергии.

Изученные виды теплопередачи в природе, быту используются повсеместно. В обычном чайнике тепло от металлического корпуса передается жидкости. А она в свою очередь нагревает ручку из пластмассового материала. Передача энергии в последнем случае осуществляется за счет пара.

Закономерности вокруг нас

Теплопередача в природе, технике, быту зависит от множества условий. Соприкасаемые друг с другом материалы передают энергию по-разному. Это мы можем увидеть на примере обычного окна. Между стеклянными поверхностями задуман промежуток из воздушной прослойки. Последняя слабо передает тепло.

Стеклянные поверхности быстро принимают и отдают энергию. Пористые материалы обладают практически нулевой теплопроводностью. Поэтому их используют для утепления фасадов зданий при строительстве.

Доказательством различной теплопроводности является одежда, сделанная из различных по свойствам тканей. Шерсть и другие ворсистые материалы плохо проводят тепло. А плащевка (синтетика) пропускает энергию моментально. Поэтому в изделиях из таких тканей холодно зимой.

Закономерности дома

По утрам наливая кружку горячего чая, какие мы можем увидеть виды теплопередачи? Их учёт и использование в быту будет выглядеть так:

• Кружка горячего чая помещается в подстаканник из слабо проводящего тепло материала. Часто этот вариант используется проводниками в поездах.
• Металлические кастрюли оборудуются крышками с ручками из пробкового дерева либо пластмассы. Последние материалы практически не нагреваются.
• Ручки ножей, ложек, половников также оформляются пластиковыми вставками.
• У газовых и электрических плит поверхность духового шкафа покрывается фольгированным материалом, способным отражать тепло. А между корпусом и нагревающимися элементами предусмотрены воздушные зазоры.

Для рационального потока воздуха в комнате форточки на окнах располагаются наверху. Тепло всегда поднимается, а холодный воздух с улицы помогает равномерно распределяться энергии в помещении. Когда мы открываем окно, мерзнут в первую очередь именно ноги. Эта неравномерность выравнивается за счет конвекции.

Отличия

Существуют свои особенности различных видов теплопередачи. У конвекции преимущественно перенос тепла происходит за счет смешивания газов. Молекулы передают энергию за счет соприкосновения. В конце процесса температура в замкнутом объеме выравнивается. После закрытия окна в комнате температура воздуха одинакова везде, если нет других источников тепла или холода.

Теплопередача зависит от вида материала. Так, сталь и медь после соприкосновения будут отличаться по температуре. Это объясняется различными свойствами передачи энергии. Нагретый металлический предмет не нагревает пробковый материал. Ложка в стакане чая раскаляется так, что невозможно ее взять в руки. Однако она может быть изготовлена из алюминиевого сплава, а он обладает низкой теплопроводностью.

Излучение наблюдают во всех вышеперечисленных примерах. За счет этого явления происходит незначительная потеря энергии. В бытовых приборах это явление наблюдается особенно сильно: в нагревателях, утюгах, паяльниках. Заметить лучи можно, поднося руку на расстоянии к поверхности нагрева. Ощущаться должно небольшое тепло — это происходит за счет инфракрасного излучения.

Излучение

Используются все виды теплопередачи в природе, быту, технике. Излучение инфракрасного спектра можно встретить в медицинских приборах. Оно положительно влияет на поверхность тела. Таким образом прогревают мышцы, суставы, внутренние органы.

В природе главным источником тепла являются солнечные лучи. Именно излучением согревается планета Земля. Все растения питаются этой энергией. Моря и океаны, воздух приходят в движение. Ветра образуются под влиянием инфракрасного спектра.

Излучение учитывают при производстве всех бытовых приборов, работающих от электрического тока. Телефонные мобильные аппараты греются постоянно. Именно поэтому не рекомендуется располагать смартфоны в области сердца.

Доказательства закономерностей опытами

Для проведения простого эксперимента потребуется медный провод небольшой длины. Оголяют два конца, один из которых берут в руку. Второй помещают над огнем или в кипящую воду.

Постепенно оба конца становятся горячими. Но в области изоляции провод можно спокойно удерживать. Это есть доказательство теплопроводности. Для опыта с конвекцией достаточно открыть окно. Предметы внизу будут более холодными, чем у потолка. После закрытия форточки температура тел сравняется.

Излучение можно ощутить от любого нагретого предмета. На расстоянии ощущается передача тепла. При таянии льда на расстоянии ощущается и холод. Невидимые лучи можно почувствовать рукой, если засунуть её в пространство морозилки холодильника.

Теплопроводность ощущается при работе стиральной машины. Достаточно потрогать крышку люка при нагреве воды. Воск на свече нужен для снижения теплоотдачи, чтобы она горела дольше.

Опыты с различными материалами

Доказательство теплопроводности можно получить путем нагрева стальной и серебряной ложек. Два металла имеют различные свойства передачи энергии. На конец ручки каждой ложки нужно нанести воск. Далее нагревают оба предмета от одинакового источника тепла с другой стороны.

У стальной ложки воск растает гораздо раньше, что говорит о лучшей теплопроводности. Вместо воска можно взять кусочек замороженного сливочного масла или маргарина для опыта в домашних условиях.

Второй опыт доказывает зависимость теплопроводности от цвета материала. Потребуется темный и светлый чайники. Оба сосуда нагревают до кипения в них воды и засекают время остывания каждого.

По законам физики темный чайник остывает дольше. Это доказывает, что светлые материалы нагреваются меньше. Поэтому в жаркое время носят белые панамки. Ведь солнечные лучи притягиваются черной тканью.

В мороз же мы носим теплые шарфы, чтобы не произошло обледенение лица. Так, в шерстяной варежке рука абсолютно не мерзнет в морозилке. Это говорит о низкой теплопроводности материала.

autogear.ru

Конвекция в духовке – что это такое, для чего нужна

Современная бытовая техника для кухни способна выполнять огромное количество функций. К сожалению, некоторые из них после приобретения «навороченного» духового шкафа или электроплиты так и остаются не востребованными, но при этом значительно повышают стоимость покупки. По мнению многих, при покупке новой духовки следует обратить внимание на наличие полезного и даже необходимого режима работы – конвекции. Поговорим о том, что это такое – конвекция в духовке, и зачем она нужна.

Как устроен духовой шкаф

Если на вашей кухне стоит обычная газовая плита старой модели, то в ее духовом шкафу все устроено так, что проще не бывает: снизу расположены одна или две горелки, над которыми вы можете устанавливать на разной высоте полки с противнями.

Подогрев идет только снизу, верхняя часть запекаемого продукта подрумянивается только в режиме естественной конвекции. Под термином мы понимаем перемещение нагретых масс воздуха, сопровождаемое теплообменом.

В таком духовом шкафу очень часто случается так: с одной стороны, у дальней стенки, пирожки или жаркое уже начали покрываться коричневой корочкой и подгорать, а расположенная ближе к дверце часть еще даже не подрумянилась. Приходится доставать противень или форму и переворачивать их, чтобы выравнить нагрев.

А ведь далеко не все виды теста переносят такие манипуляции без последствий. Например, ваш бисквит вполне может опасть. О капризных меренгах и говорить не приходится – для выпекания безе нужен очень бережный режим, чтобы нежная белковая пена не осела.

Более современная газовая плита может иметь в духовом шкафу еще и верхнюю горелку. Иногда верхний нагревательный элемент может быть электрическим, а нижняя горелка – газовой. Наличие дополнительного источника тепла значительно упрощает процесс приготовления. Вы можете при необходимости регулировать в духовом шкафу нагрев сверху и снизу.

В электрических духовках даже не самых последних моделей нагревательных элементов больше одного. Но их наличие не обеспечивает качественного равномерного пропекания готовящихся продуктов.

Происходит это потому, что естественная конвекция в бытовом духовом шкафу происходит медленно и зависит от других факторов. Например, от ширины помещенного противня. Так если по бокам не останется просветов, разогретый воздух из нижней части духовки просто не попадет в ее верхнюю часть. В этом случае нижняя поверхность теста обречена на подгорание, а верхняя останется непропеченной.

И тогда на помощь приходит принудительный режим – режим конвекции. Именно та функция, которую так нахваливают продавцы бытовой техники, когда предлагают вам купить электрический духовой шкаф.

Электрический

Существует общепризнанное мнение, что электрические духовые шкафы пекут лучше газовых. Это действительно так. Объясняется это просто – разницей в конструкции. В газовых моделях только один источник тепла – горелка, расположенная в нижней части камеры.

А в электрических как минимум два, причём один ТЭН греет сверху, а другой снизу, тем самым обеспечивая равномерное запекание продукта. Однако, если в такой шкаф поставить сразу два пирога на разных уровнях, пропекутся они неодинаково. Один сильнее зажарится сверху, другой снизу, в зависимости от того, какая сторона будет ближе к ТЭНу.

Газовый

Как уже упоминалось ранее, в газовом шкафу установлена только одна горелка внизу, поэтому равномерного распределения тепла достичь сложнее. В первую очередь стараются снизить теплопотери, оборачивая камеру изоляционными и отражающими материалами. Уплотняют зазоры между камерой и дверцей, устанавливая в последней 2-3 стекла.

Наверняка многие хозяйки замечали, что по краям противней проделаны отверстия. Это нужно для того, чтобы металлический лист не препятствовал прохождению тепла, и оно свободно поступало наверх. Однако несмотря на все эти ухищрения, не всегда удаётся добиться хорошей выпечки.

Частично это можно объяснить особенностями приготовления на газе. В процессе работы образуются продукты горения, которые необходимо удалять. Поэтому герметичной камера в духовом шкафу быть не может в принципе, а, следовательно, теплопотерь не избежать.

Что такое конвекция в духовке

Конвекция представляет собой перенос тепла потоками воздуха. Это латинское слово, которое означает «перенесение». Говоря простым языком, конвекция заключается в том, что теплый и холодный воздух меняются местами, теплый поднимается, а холодный опускается.

В конце концов, все слои перемешиваются и температура становится везде одинаковой. Возможно, кто-то помнит старые духовки, в которых противень надо было вначале ставить на нижний уровень, а затем поднимать повыше, чтобы снизу еда не пригорела.

Так вот, в печках с конвекцией такие манипуляции производить не надо. Тепло равномерно распределится сразу же после нагрева, и вкуснейшие пирожки не пригорят. Они пропекутся в середине и подрумянятся сверху, не будут мокрыми или пережаренными.

Мало того, в одну духовку можно ставить два или три противня одновременно и даже готовить сразу несколько блюд. Поистине, это мечта каждой хозяйки. Вы экономите время, электроэнергию и все успеваете сделать.

В старых моделях духовок горелки (газовые) или нагревательные элементы (электрические) располагались только снизу, а верх выпечки подрумянивался благодаря естественной конвекции – перемещению нагретого воздуха и теплообмену в закрытом пространстве духового шкафа.

Результат зачастую оказывался неутешительным: низ подгорал, а продукты запекались неравномерно. Приходилось вынимать противни, поворачивать их разными сторонами, ставить на дно духовки емкость с водой.

Новые модели духовок, как правило, снабжены еще и нагревом сверху, что значительно упрощает процесс выпечки и позволяет готовить блюда на гриле. Но даже при комбинированном нагреве (снизу и сверху) естественной конвекции может оказаться недостаточно для идеального пропекания.

Дело в том, что обычный теплообмен в духовке происходит довольно медленно, ему могут мешать определенные факторы: неплотно закрывающаяся дверца или ее частые открывания, а также большие противни, занимающие всю ширину духовки и мешающие циркуляции воздуха.

Конвекция (от лат. convectio – перенесение) представляет собой естественный теплообмен, при котором внутренняя энергия передается потоками и струями. Нагревающийся воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз.

В духовке, когда слои воздуха перемешиваются быстрее благодаря конвекции, температура сразу становится одинаковой на всех уровнях. Сейчас любая хозяйка может оценить преимущества духовок с принудительной конвекцией, то есть циркуляцией воздуха, создаваемой при помощи встроенного вентилятора.

Обычно он расположен на задней стенке духовки и включается отдельно при выборе определенных режимов или предустановленных программ.

Различные производители духовых шкафов предлагают усовершенствованные конструкции конвекторов, имеющие дополнительные возможности: вентиляторы с отдельным нагревательным контуром, усиленные вентиляторы для создания стремительного потока горячего воздуха, режим влажной конвекции для приготовления блюд на пару без использования жиров.

Что такое принудительная конвекция

В данном случае это означает режим принудительной циркуляции воздуха в духовке. Движение раскаленных воздушных масс обеспечивает вентилятор.

В закрытом пространстве духового шкафа обдув создает настоящий вихрь из горячего воздуха. Этот вихрь равномерно прогревает продукт со всех сторон. Снизу больше ничего не подгорает, сверху покрывается красивой поджаристой корочкой.

Вентилятор расположен обычно на задней стенке духовки и включается отдельно.

Конвектор в данном случае значит режим принудительной циркуляции воздуха в духовом шкафу. Движение горячего воздуха обеспечивает вентиляционный элемент. В закрытом пространстве духовки работает настоящая система обдува раскаленным воздухом.

Конвективный нагрев во время того как блюдо готовиться в духовке прогревает его со всех сторон одинаково, поэтому:
• с нижней части ничего не подгорает;
• сверху образуется великолепная зажаристая корочка;
• блюдо приготовится полностью.

Принудительная конвекционная система располагается обычно на задней стенке духовки. Вентилятор можно включить отдельно и готовить правильно вкусные пропеченные блюда. После окончания готовки таймер обычно пищит, подавая сигнал.

Конвекция в духовке для чего нужна

Он позволяет успешно запекать большие куски мяса, печь чудесные пироги, делать нежные меренги и даже просто высушивать травы, вкуснейшие цукаты или сухарики. Вы можете даже обойтись без нагрева, используя только холодную конвекцию. А в комбинации с малым нагревом конвекция позволит быстро разморозить мясо или овощи из морозильника.

Режим конвекции позволит вам использовать с максимальной эффективностью весь объем духового шкафа: даже если вы поставите внутрь два или три противня, все равномерно пропечется.

Не обязательно использовать эту функцию при каждом приготовлении пищи. Она может включаться в тех случаях, когда действительно необходима:
1. для обеспечения хрустящей корочки;
2. для подсушивания слишком большого количества жидкости, выделившейся из запекаемых продуктов;
3. для хорошего пропекания большого пирога или тушки птицы.

В современный духовой шкаф с конвекцией встроены различные режимы выпечки, гриля и разморозки. Это позволяет готовить одновременно несколько блюд, что значительно сокращает потребление газа (электроэнергии) и количество времени на приготовление.

Подробная инструкция от производителя подсказывает, как настроить необходимые параметры. Итак, конвекция – функция, при которой внутри духового шкафа происходит принудительная циркуляция воздуха, за счет чего в нем формируется одинаковая температура нагрева со всех сторон.

Чтобы понять, нужна ли конвекция в духовке, разберем преимущества этой функции:
• Равномерная температура. Блюда пропекаются сразу со всех сторон.
• Приготовление нескольких блюд одновременно.
• Заменяет варочные панели. В некоторых случаях такая духовка позволяет не использовать стандартные варочные панели (на даче, в загородных домах и т. д.).
• Минимизация расхода э/э и газа.
• Дополнительные режимы – для выпечки, разморозки, сушки.
• Полный контроль и безопасность. Вы всегда можете отключить своими руками функцию продува.

Преимущества

Многие спрашивают, зачем нужен режим конвекции, если и без него в духовке прекрасно запекается мясо? Для чего его включать и какие блюда с ним готовить? Ответ на этот вопрос был частично дан в предыдущем разделе.

Духовой шкаф с конвекцией имеет ряд преимуществ:
1. блюдо равномерно пропекается;
2. можно готовить еду сразу на нескольких противнях;
3. можно обойтись без варочной поверхности;
4. меньший расход электроэнергии или газа;
5. меньший расход масла;
6. расширяется диапазон блюд, которые вы сможете приготовить в духовке.

В духовом шкафу потоком горячего воздуха размораживают мясо и рыбу, сушат лекарственные и пряные травы, подсушивают орехи и цедру лимона. В печке прекрасно получаются безе и различная выпечка из теста. Если конвекция не нужна, то режим просто не включают.

Действительно, сколько раз хозяйки сталкивались с ситуацией, когда необходимо готовить одновременно и гарнир и мясное? А когда приходится печь торт из нескольких коржей? В последнем случае готовка затягивалась на несколько часов: сначала ставился первый корж, когда он пропекался – второй, потом третий и так далее.

О том, чтобы одновременно готовить несколько коржей на разных уровнях, оставалось только мечтать. В духовке с конвекцией можно разложить тесто на нескольких противнях, и оно на всех пропечется одинаково хорошо.

Для чего еще стоит выбрать прибор с конвекцией? Далеко не все знают, что конвекцию можно использовать для сушки ягод и зелени. Как обычно сушили раньше в духовых шкафах? Раскладывали продукты на противне и включали минимальный нагрев, открывали дверцу.

Чтобы ягоды не подгорели, приходилось регулярно их перемешивать и следить за температурой. В случае использования конвекции в духовом шкафу всё становится намного проще. Вентилятор обдувает зелень и ягоды равномерно, в результате они сушатся быстро и не подгорают.

Верхние и нижние нагреватели при этом можно вообще не включать – с конвектором часто соседствует дополнительный маломощный круговой ТЭН, который включается вместе с вентилятором.

В духовых шкафах конвекция очень часто сочетается с другими способами нагрева. Чем дороже модель, чем больше функций у неё имеется, тем больше комбинаций для приготовления разнообразных блюд может в ней быть.

Виды конвекторов

Чаще всего вашу электрическую духовку обеспечивает такой возможностью вентилятор простой конструкции, функция которого – просто гнать воздух по всему объему духового шкафа. Более эффективен вентилятор, окруженный дополнительным нагревательным контуром.

В некоторых моделях электроплит марки Миеле есть удобная функция влажной конвекции. При включении этого режима воздух внутри духового шкафа насыщается паром. Блюда не пересыхают, тесто лучше поднимается, и можно вообще приготовить все, что угодно на пару, без вредной жарки.

В шкафах марки Neff производители встраивают усиленные вентиляторы, создающие стремительный поток горячего воздуха. Быстрый нагрев дает осень хороший эффект: продукт быстро покрывается подсохшим слоем, что не дает при дальнейшем запекании испаряться сокам.

Все сказанное выше относится к электрическим духовым шкафам. Привычная газовая плита до недавнего времени была лишена удобного принудительного режима.

Но недавно компания Electrolux выпустила на рынок новинку: теперь и газовая плита может быть оснащена вентилятором. Пока только отдельно стоящая газовая плита может обладать такой функцией, но не факт, что производители остановятся в разработке новых моделей.

Дело в том, что газовая плита до сих пор превосходит по количеству продаж электрическую, во всяком случае, если речь идет об отдельно стоящих плитах. И российский рынок – не исключение.

Газ в нашей стране все еще дешевле электроэнергии. Поэтому газовая плита стоит в 80 кухнях из 100. Теперь те, кому больше подходит именно газовая плита, тоже смогут оценить газовую духовку с конвекцией.

Итак, есть три популярных вида плит, которые оснащены конвекцией:

• Вид 1. Газовая плита + электрическая конвекция

Несколько особенностей газовой плиты с такой функцией:
1. Газ + электричество. Чаще всего выпускают модели, в которых варочная панель работает за счет газа, а духовка за счет электричества.
2. Цена. Стоимость такого прибора обычно выше, чем того, что полностью работает за счет электроэнергии.
3. Безопасность. Когда работает принудительная циркуляция воздуха, подача газа отключается.

• Вид 2. Электрическая

На прилавках магазинов можно встретить электрическую духовку мини-формата. Это довольно компактный прибор, который работает при подключении к сети.

В электрической плите ограниченное пространство, поэтому готовить внутри сразу несколько блюд может быть затруднительно.

• Вид 3. Комбинированная

Производители все чаще выпускают модели со смешанным режимом работы. Такая конструкция позволяет готовить как на э/э, так и на газе.

Как это работает

В духовке режим конвекции возможен благодаря установке вентилятора. Именно вентилятор перегоняет и перемешивает слои воздуха. Такое перемешивание обеспечивает одинаковую температуру по всему объему, в результате чего блюдо пропекается или зажаривается равномерно.

Чаще всего вентилятор устанавливают на заднюю стенку духового шкафа. Он гоняет воздух, равномерно распределяя тепло. Когда нужная температура внутри достигнута, вентилятор выключается. Выпускают модели духовых шкафов, в которых вокруг вентилятора установлен дополнительный контур нагрева. За счет этого эффективность работы духовки еще больше возрастает.

В электрических духовках с конвекцией существуют десятки функций, позволяющих готовить разные блюда, размораживать продукты, жарить на гриле, комбинировать режимы.

Вы сами можете подобрать нужный режим для блюда в зависимости от того, что требует рецепт, и какой результат вы хотите получить.

Прочитав инструкцию, очень просто разобраться в системе управления. Можно регулировать температуру, задавать время приготовления и направление конвекционного потока. Для обозначения каждой функции был разработан свой значок.

Так, приготовление пищи при помощи конвекции с включенным верхним и нижним нагревом обозначают в виде стилизованного винта между двух горизонтальных полосок.

Применение режимов

При малых температурах (до 150 ℃) или даже без нагрева в режиме конвекции можно быстро и бережно высушить свежие травы, кусочки цедры цитрусовых, орехи, грибы или фрукты (в частности, для узвара – предварительно очищенные и нарезанные небольшими плоскими кусочками). Также холодную конвекцию можно использовать для размораживания продуктов.

На средних температурах (160-220 ℃) конвекция обеспечивает интенсивный и впечатляющий подъем изделий из большинства видов теста: дрожжевого, бисквитного, песочного, слоеного, заварного. С ней у вас получатся воздушные и сухие внутри эклеры, нежное и легкое безе, пропеченные и румяные кексы.

Несомненный плюс конвекции – возможность использовать весь объем духовки для одновременного приготовления разных блюд на нескольких противнях.

При использовании режима конвекции в духовке при высоких температурах (от 220 ℃) большие куски мяса или птицы сохранят внутреннюю сочность, на них появится хрустящая корочка, они пропекутся и зажарятся равномерно.

Эффективно пользоваться конвекцией для подсушивания сока, если он выделяется в слишком больших количествах, а также для приготовления блюд в порционной или большой посуде, например, в керамических горшочках или гусятнице.

Основные отличия влажной конвекции, усиленной и сухой

• Вид 1. Принудительная сухая циркуляция.

В печи находится один или несколько вентиляторов, которые могут быть окружены дополнительными нагревательными контурами.

• Вид 2. Влажная циркуляция.

Помимо обычного продува, воздух насыщается влагой, благодаря которому можно готовить блюда на пару.

• Вид 3. Усиленная циркуляция.

Мощный вентилятор создает стремительный поток воздуха, который позволяет быстро схватиться корочке, а внутренней части блюд оставаться сочными.

На панели как газовой, так и электрической плиты должна быть соответствующая пиктограмма. Обычно она выглядит как трехлопастный вентилятор.

Обозначения других значков:
1. Вентилятор с нижним подчеркиванием – продув снизу.
2. С зигзагом сверху – продув + гриль.
3. Эко – влажная циркуляция.

Режим конвекции в духовке значок

Если вы, купив духовой шкаф, так и не заглянули в его инструкцию, то выяснить, имеется ли у вас конвекция в духовке, можно, посмотрев на значки и обозначения на панели управления.

На разных моделях духовок режимы могут различаться в зависимости от сочетания конвекции с имеющимися вариантами нагрева и наличия пара.

Стандартное обозначение режимов конвекции включает в себя значок «вентилятор» и отметку, показывающую включение отдельных нагревательных элементов (комбинированный, выборочный – только верхний элемент, только нижний элемент, только конвекция).

Отдельного внимания заслуживают духовки с влажной конвекцией. Они имеют встроенные емкости на передней или задней стенке, в которые заливается чистая вода, и парогенератор.

В режиме влажной конвекции продукты со всех сторон обдуваются не просто равномерно горячим воздухом, а паром, что значительно ускоряет процесс приготовления, помогает сохранить сочность блюд, позволяет уменьшить количество соли и жиров. (Мечта для всех приверженцев диетического и здорового питания!)

В наиболее продвинутых моделях предусмотрена регулировка влажности в нескольких режимах: горячий пар (25 %), интенсивный пар (50 %) и влажный пар (100 % – режим пароварки). При этом момент подачи пара автоматически рассчитывается самой программой, но его количество и частоту можно контролировать и вручную.

Имеются варианты различного направления струи пара: распределение по всей духовке, на посуду или на сами продукты через специальную трубочку. В режимах влажной конвекции удобно стерилизовать банки для консервации или бутылочки для детского питания. Конвекция в духовке – одна из незаменимых функций современного кухонного оборудования.

Она действительно расширяет ваши возможности и предоставляет огромный простор для кулинарных экспериментов. Сейчас многие традиционные рецепты пересматриваются с учетом новых технологических возможностей и адаптируются под конвекционные духовки.

Есть мнение, что конвекция в духовке позволяет снизить необходимую для разных видов выпечки температуру на 10-15 ℃. Готовьте свои любимые блюда по-новому, придумывайте авторские рецепты, радуйте себя и близких!

Самые полезные программы

Обычная конвекция. Применяется для подогрева тарелок к празднику, подготовки (поднятия) теста перед выпечкой. Используется для сушки ягод, зелени, нарезанных ломтиков фруктов и овощей. Также ее можно выбрать для запекания сочных продуктов с минимальной прожаркой, подходящих для диетического питания.

• Конвектор пригодится, если нужно разморозить большой объём продуктов, который не поместится в камеру микроволновой печи, например, тушку индейки к Рождеству.
• Конвектор и нижний нагреватель. Этот режим применяется для приготовления пиццы, хлеба, пирогов. Основной жар идёт снизу, пропекая тесто, а горячий воздух растапливает сыр.
• Конвектор, нижний нагреватель и гриль. Режим оптимален для приготовления замороженных продуктов, в том числе полуфабрикатов. Такая комбинация нагревателей позволяет не просто запечь продукты, но и образовать на их поверхности румяную корочку.
• Турбо гриль. В этом режиме включается конвектор, верхний нагреватель и гриль. Используется для жарки больших кусков мяса, запекания корочки на продуктах.

Следует уточнить, что все эти режимы, кроме первого, предполагают приготовление только на одном уровне. Если установить в духовом шкафу несколько противней, эффективность комбинаций падает.

Двойная конвекция

Существуют модели, в которых установлено два конвектора, расположенных один над другим. Такая конструкция встречается в духовых шкафах фирмы Samsung, например, Samsung BTS14D4T. Два вентилятора распределяют воздух эффективней, чем один.

Если в моделях с одним конвектором пироги на разных уровнях могут получаться пропечёнными неодинаково (на среднем ярусе обдув более интенсивный, на нижнем менее), то с двумя такой проблемы не возникнет. Каждый вентилятор обдувает свой уровень, поэтому продукты пропекается одновременно.

Следует уточнить, что духовой шкаф с конвекцией стоит приобретать в том случае, если владелец будет регулярно готовить на этом режиме, поскольку такая функция существенно увеличивает стоимость техники.

Применение влажной конвекции

Тем, кто придерживается здорового питания, интересно будет узнать, что в некоторых моделях духовок стоит режим влажной конвекции. Для чего он нужен?

Этот режим позволяет готовить пищу на пару, сохраняя полезные вещества. В духовой шкаф подается горячий пар, благодаря чему пища не пережаривается. Она остается сочной и мягкой внутри. Наиболее известные торговые марки, предлагающие такую технику, – это Electrolux, Miele, Smeg, Hansa.

Чтобы режим влажной конвекции работал в духовке, необходимо залить воду в специальную емкость на дверце или на задней стенке. После включения вода попадает в генератор пара, и через несколько минут он заполнит духовку.

Важно то, что струя пара может быть направлена по-разному:
1. распределяется по всему объему духовки;
2. попадает в посуду;
3. направляется непосредственно на продукты.

Время подачи паровой струи можно контролировать. На режиме влажной конвекции очень вкусно запекается рыба и овощи, можно приготовить слоеный пирог с золотистой корочкой, разогревать блюда, стерилизовать банки и бутылочки для детского питания.

Особенности газовых духовок

Газовые духовки с вентилятором производят реже, и цена на них обычно выше. Но экономия при работе таких приборов очевидна. Вы можете использовать газ, который стоит дешевле, плюс режим конвекции позволяет еще снизить затраты.

Среди компаний, выпускающих газовые духовые шкафы с функцией перемешивания воздуха, можно выделить Zanussi, Kaiser, Korting OGG.

Особенность газовых духовок с конвекцией состоит в том, что надо соблюдать меры безопасности. Конструкция прибора должно быть такой, чтобы при задувании пламени газ отключался. Компании-производители позаботились о безопасности, поэтому бытовую технику можно смело покупать.

Нужна ли конвекция в электрической духовке

Такой режим, как конвекция в духовом шкафу, как уже стало понятно, очень удобен и имеет много преимуществ.

При помощи него можно:
• Запекать крупные куски мясной, рыбной продукции, птицы, которые необходимо равномерно пропечь с каждой из сторон.
• Равномерно печь бакалейные изделия значительных объемов, которые располагаются на всем противне, например, крупные пироги, пиццу и т. д.
• Делать красивую, ароматную зажаристую корочку на выпечке, мясных, рыбных, овощных и фруктовых блюдах.
  Выполнять аккуратное запекание разного вида кондитерских изделий, например, тортов, безе, нежнейших бисквитов и т.п.
• Делать высушивание овощей, фруктов, трав.
• Незначительное нагревание духовки с конвекцией дает возможность выполнять быстрое размораживание мяса и замороженных овощей и фруктов.
• Готовить на 2-3 противнях в одно время, не опасаясь, что блюда не пропекутся.

Вышеперечисленные возможности духового шкафа дают понять, зачем нужна конвекция. Если хозяйка любит готовить разнообразные блюда, то она сможет в полной мере оценить указанные достоинства. Конвекция как уже говорилось, может не применяться при каждом приготовлении нового блюда.

Можно использовать режим для выпечки определенных продуктов или тогда, когда он необходим для размораживания.

Режимы конвекции в духовке всегда включаются отдельно. Функция может иметь несколько различных конвекционных режимов. О наличии конвекции сообщает значок, который присутствует на панели управления. О назначении специальных символов можно прочесть в инструкции к определенной духовке.

Конвекция может присутствовать в духовке в сочетании с приготовлением продуктов на гриле, а также включаться с нижним и верхним нагревателями в одно и тоже время. Также может отдельно включаться режим поджарки.

Он может работать в турборежиме, обеспечивая усиленное прогревание всего пространства в духовом шкафу, если такую функцию предусмотрел изготовитель духовки. В современных моделях может быть функция ECO, которая предназначается для готовки продуктов с применением малого количества электроэнергии.

Также очень удобной является функция «Пицца», которая дает возможность равномерно пропекать блюда, которые имеют непростой состав.

Автор:
Сергей Владимирович, инженер-электрик.
Подробнее об авторе.

first-apartment.ru