Тепловое движение это: ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ — это… Что такое ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ?

Содержание

ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ - это... Что такое ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ?

ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ
ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ, хаотическое движение микрочастиц, из которых состоят все тела. Кинетическая энергия теплового движения растет с абсолютной температурой вещества. Частицы газов беспорядочно движутся по всему объему газа, часто испытывая соударения друг с другом и со стенками сосуда. Частицы жидкостей колеблются около равновесного положения, изредка перескакивая из одного такого положения в другое. В твердых телах тепловое движение - колебания частиц около своих положений равновесия.

Современная энциклопедия. 2000.

  • ТЕПЛОВИЗОР
  • ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Смотреть что такое "ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ" в других словарях:

  • тепловое движение — Хаотическое движение атомов, молекул и др. частиц вещ ва, интенсивность к рого определяется темп рой тела. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN heat motion …   Справочник технического переводчика

  • ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ — беспорядочное (хаотическое) движение атомов и молекул, из которых состоят все тела. В газах расстояния между атомами и молекулами в среднем значительно больше размеров молекул. Силы отталкивания на больших расстояниях не действуют, поэтому газы… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Тепловое движение — Хаотическое тепловое движение частиц вещества, таких как атомы и молекулы Тепловое движение процесс хаотического (беспорядочного) движения частиц, образующих вещество. Чаще всего рассматривается тепловое движение атомов и молекул. Хаотичность… …   Википедия

  • тепловое движение — šiluminis judėjimas statusas T sritis chemija apibrėžtis Netvarkingas kūno mikrodalelių judėjimas. atitikmenys: angl. heat motion; thermal motion rus. тепловое движение …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • тепловое движение — šiluminis judėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. heat motion; thermal motion vok. thermische Bewegung, f; Wärmebewegung, f rus. тепловое движение, n pranc. agitation thermique, f; mouvement thermique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • тепловое движение — šiluminis judėjimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Betvarkis (slenkamasis, sukamasis ir t.t.) mikrodalelių judėjimas. Šiluminis judėjimas iš esmės skiriasi nuo paprasto mechaninio judėjimo, kai visos kūno dalys juda tam tikra tvarka.… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • тепловое движение — [heat motion] хаотическое движение атомов, молекул и других частиц вещества, интенсивность которого определяется температурой тела. Смотри также: Движение турбулентное движение неконсервативное движение дисло …   Энциклопедический словарь по металлургии

  • Тепловое движение —         беспорядочное (хаотическое) движение микрочастиц (молекул, атомов, электронов и др. ), из которых состоят все тела. Т. д. это особая форма движения (См. Движение) материи, качественно отличная от обычного механического движения, при… …   Большая советская энциклопедия

  • ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ — хаотическое движение (поступат., вращат. и т. д.) микрочастиц, из к рых состоят все тела. Т. д. качественно отличается от обычного механич. движения, при к ром все пасти тела движутся упорядоченно. Кинетич. энергия Т. д., прямо пропорциональная… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Движение — все явления природы состоят в движении вещества или же объясняются движением. Движущееся тело может быть неизменяемого вида или же изменяемого, деформирующееся; во всяком случае приходится говорить о движении всех или некоторых точек тела:… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона


Тепловое движение. Температура. - О'Пять пО физике!

Тепловые явления – это явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел, а также с изменением их агрегатного состояния.

Все тепловые явления связаны с

температурой.

Все тела характеризуются состоянием своего теплового равновесия. Главной характеристикой теплового равновесия является температура.

Температура – это мера «нагретости» тела.

Поскольку температура является физической величиной, то её можно и нужно измерить. Для измерения температуры используется прибор, который называется термометр (от греч. термо – тепло, метрео – измеряю).

Первый термометр (а, точнее, его аналог) изобрёл Галилео Галилей. Изобретение Галилея, которое он представил своим студентам на лекциях в университете в конце XVI века (1597 г.), было названо термоскопом.

Любой термометр основан на следующем принципе: изменение физических свойств веществ в зависимости от температуры.

Опыт Галилея

Рис. 1. Опыт Галилея

Опыт Галилея (см. Рис. 1) состоял в следующем: он взял колбу с длинной ножкой и наполнил её водой. Затем взял стакан с водой и перевернул колбу ножкой вниз, поставив в стакан. Часть воды, естественно, вылилась, однако, в результате, в ножке остался определённый уровень воды. Если теперь нагревать колбу (в которой находится воздух), то уровень воды будет опускаться, а если охлаждать, то, наоборот, повышаться. Это связано с тем, что при нагревании вещества (в частности, воздух) имеют свойство расширяться, а при охлаждении – наоборот, сужаться (именно поэтому рельсы делают несплошными, а провода между столбами иногда немного провисают).

Эта идея и легла в основу первого термоскопа, который позволял оценивать изменение температуры (точно измерить температуру таким термоскопом нельзя, так как его показания будут сильно зависеть от атмосферного давления).

В это же время была введена так называемая градусная шкала. Само слово «градус» в переводе с латинского означает «ступень».

На сегодняшний день сохранились три основные шкалы.

1. Шкала Цельсия

Наибольшее распространение получение шкала, которая с детства известна каждому – шкала Цельсия.

Андерс Цельсий – шведский астроном, который предложил следующую шкалу температур: 0

оС  – температура кипения воды; 100 оС – температура замерзания воды. В настоящее время все мы привыкли к перевёрнутой шкале Цельсия.

Примечание: сам Цельсий говорил, что такой выбор шкалы вызван простым фактом: зато зимой не будет отрицательной температуры.

2. Шкала Фаренгейта

В Англии, США, Франции, Латинской Америке и некоторых других странах популярностью пользуется шкала Фаренгейта.

Габриель Фаренгейт – немецкий исследователь – инженер, который впервые применил свою собственную шкалу для изготовления стекла. Шкала Фаренгейта более тонкая: по размерности градус шкалы Фаренгейта меньше градуса шкалы по Цельсию.

3. Шкала Реомюра

Техническая шкала придумана французским исследователем Р.  А. Реомюром. По этой шкале 0 соответствует температуре замерзания воды, а вот в качестве температуры кипения воды Реомюром была выбрана температура в 80 градусов.

В физике, в основном, используется так называемая абсолютная шкала

шкала Кельвина. 1 градус по Цельсию равен 1 градусу по Кельвину, однако температура в 0оС   соответствует приблизительно 273 К.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ

 

Шкала
Цельсия

Шкала
Фаренгейта

Шкала
Реомюра

Шкала
Кельвина

Кем и
когда
введена.

А. Цельсия
шведский
астроном, физик
1742 г.

Фаренгейт
стеклодув из Голландии
1724 г.

Реомюр французский физик
1726 г.

Томсон
(лорд Кельвин)
английский физик
1848 г.

Обозначение.

C

F

R

К

Наличие положительных и отрицательных температур

+ / –

+ / –

+ / –

+

Опорные
точки.

0 оC
– температура таяния льда,
100оC
– температура кипения воды.

32F
– температура таяния льда,
212F
– температура кипения воды.

0R
– температура таяния
льда,
80R
– температура кипения воды.

0K – абсолютный нуль,
273К
– температура таяния льда
Т =  t + 273

Самая высокая температура.

Она получена в центре взрыва термоядерной бомбы – около 300...400 млн °C. Максимальная температура, достигнутая в ходе управляемой термоядерной реакции на испытательной термоядерной установке ТОКАМАК в Принстонской лаборатории физики плазмы, США, в июне 1986г., составляет 200 млн °C.

Самая низкая температура.

Абсолютный нуль по шкале Кельвина (0 K) соответствует  –273,15°С или –459,67°F. Самая низкая температура, 2·10–9 K выше абсолютного нуля, была достигнута в двухступенчатом криостате ядерного размагничивания в Лаборатории низких температур Хельсинкского технологического университета, Финляндия, группой учёных под руководством профессора Олли Лоунасмаа (род. в 1930 г.), о чём было объявлено в октябре 1989 г.

Напомним, что при изменении температуры тела изменяются его линейные размеры (при нагревании – расширяются, при охлаждении – сужаются). Это связано с поведением молекул. При нагревании увеличивается скорость движения частиц, соответственно, они начинают чаще взаимодействовать, и объём увеличивается.

Из этого можно сделать вывод, что температура связана с движением частиц, из которых состоят тела (это относится и к твёрдым, и к жидким, и к газообразным телам).

Движение частиц в газах является беспорядочным (так как молекулы и атомы в газах практически не взаимодействуют).

Движение частиц в жидкостях является «скачкообразным», то есть: молекулы ведут «осёдлый образ жизни», но способны «перепрыгивать» с одного места на другое. Этим определяется текучесть жидкостей.

Движение частиц в твёрдых телах называется колебательным.

Таким образом, все частицы находятся в непрерывном движении. Это движение частиц называется тепловым движением (беспорядочное, хаотическое движение).

Это движение никогда не останавливается (до тех пор, пока у тела есть температура).

Подтвердил наличие теплового движения в 1827 году английский ботаник Роберт Броун, по имени которого данное движение называют броуновским движением.

На сегодняшний день известно, что самая низкая температура, которая может быть достигнута, составляет приблизительно -273оС. Именно при такой температуре замирает движение частиц (однако не замирает движение внутри самих частиц).

Рассмотрим в заключении ещё один опыт – опыт французского учёного Гильома Амонтона, который в 1702 году изобрёл так называемый

газовый термометр. С небольшими изменениями этот термометр дошёл и до наших дней.

Опыт Амонтона

Рис. 2. Опыт Амонтона

 

Возьмём колбу с водой и заткнём её пробкой с тонкой трубкой (см. Рис. 2). Если теперь нагревать воду, то за счёт расширения воды, её уровень в трубке будет повышаться. По уровню поднятия воды в трубке можно сделать вывод об изменении температуры. Преимущество термометра Амонтона состоит в том, что он не зависит от атмосферного давления.

На этом уроке мы рассмотрели такую важную физическую величину, как температура. Изучили способы её измерения, характеристики и свойства. На дальнейших уроках мы изучим такое понятие, как внутренняя энергия.

 

 

Физика 8 класс. Тепловое движение. Температура :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ

Все молекулы любого вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.

Движение молекул в разных телах происходит по-разному.
Молекулы газов беспорядочно движутся с большими скоростями (сотни м/с) по всему объему газа. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга, изменяя величину и направление скоростей.
Молекулы жидкости колеблются около равновесных положений ( т.к. расположены почти вплотную друг к другу) и сравнительно редко перескакивают из одного равновесного положения в другое. Движение молекул в жидкостях является менее свободным, чем в газах, но более свободным, чем в твердых телах.
В твердых телах частицы колеблются около положения равновесия.
С ростом температуры скорость частиц увеличивается,
поэтому хаотическое движение частиц принято называть тепловым.

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

- доказательство теплового движения молекул.
Броуновское движение было открыто английским ботаником Робертом Броуном (1773-1858гг.)

Если распылить на поверхности жидкости мельчайшие крупинки какого-либо вещества,
то они будут непрерывно двигаться.

Эти броуновские частицы движутся под влиянием ударов молекул жидкости. Т.к. тепловое движение молекул - это непрерывное и беспорядочное движение, то и скорость движения броуновских частиц будет беспорядочно меняться по величине и направлению.
Броуновское движение вечное и никогда не прекращается.

ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ !

 

ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

1. Возьмите три стакана. В первый налейте кипяток, во второй теплую и в третий холодную воду.
В каждый стакан бросить щепотку гранулированного чая. Что вы заметили?.

2. Возьмите пустую пластиковую бутылку, предварительно охладив ее, опустите горлышко в стакан с водой и обхватите бутылку ладонями, но не нажимайте. Наблюдайте в течение нескольких минут.

3. На горлышко той же, но вновь охлажденной бутылки положите смоченную в воде перевернутую пробку и таккже обхватите ее теплыми ладонями. Наблюдайте в течение нескольких минут.

4. Налейте в неглубокую тарелку воды на высоту 1 - 1,5 см, поставьте в нее перевернутый вверх дном и предварительно нагретый горячей водой стакан. Наблюдайте в течение нескольких минут.

Жду отчет с объяснениями увиденного. Кто первый?

ТЕМПЕРАТУРА

— величина, которая характеризует тепловое состояние тела или иначе мера «нагретости» тела.
Чем выше температура тела, тем большую в среднем энергию имеют его атомы и молекулы.

Приборы, служащие для измерения температуры называются термометрами.

Принцип измерения температуры.

Устали? - Отдыхаем!

Урок 19. температура. энергия теплового движения молекул - Физика - 10 класс

Физика, 10 класс

Урок №19. Температура. Энергия теплового движения молекул

На уроке рассматриваются понятия: температура и тепловое равновесие; шкалы Цельсия и Кельвина; абсолютная температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц вещества, зависимость давления от концентрации молекул и температуры.

Глоссарий по теме:

Макроскопические параметры - величины объём V, давление p и температура t, характеризующие состояние макроскопических тел без учёта их молекулярного строения.

Температура характеризует степень нагретости тела (холодное, тёплое, горячее).

Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние) - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Тепловым равновесием называют – такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова.

Тепловым или термодинамическим равновесием, изолированной системы тел, называют состояние, при котором все макроскопические параметры в системе остаются неизменными.

Термометр — это прибор для измерения температуры путём контакта с исследуемым телом. Различают жидкостные, газовые термометры, термопары, термометры сопротивления.

Абсолютная температура Т прямо пропорциональна температуре Θ (тета), выражаемой в энергетических единицах (Дж).

Абсолютный нуль - предельная температура, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объёме или объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении.

Абсолютный нуль – температура, при которой прекращается тепловое движение молекул.

Абсолютная шкала температур (Шкала Кельвина) – здесь нулевая температура соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры равна градусу по шкале Цельсия.

Кельвин - единица абсолютной температуры в Международной системе измерений (СИ).

Постоянная Больцмана – коэффициент, связывает температуру Θ энергетических единицах (Дж) с абсолютной температурой Т (К).

Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии молекул.

Давление газа прямо пропорционально концентрации его молекул и абсолютной температуре Т.

Закон Авогадро – в равных объёмах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул

Обязательная литература:

  1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 195 – 203.

Дополнительная литература:

  1. Смородинский Я.А. Температура. - 3-е издание. - М.: Бюро Квантум, 2007. (Библиотечка «Квант». Вып. 103. Приложение к журналу «Квант» № 5/2007.) С. 5— 25.
  2. Кирик Л.А., Генденштейн Л.Э., Гельфгат И.М.. Задачи по физике. 10-11 классы для профильной школы. – М.: Илекса, 2010. – С. 111-115.
  3. Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 классы. – М.: Дрофа, 2013. - С. 65 – 67.
  4. Орлов В.А., Сауров Ю.А. Практика решения физических задач. 10-11классы. – М.: Вентана-Граф, 2014. – С. 98-99.
  5. http://kvant.mccme.ru/1991/09/idealnyj_gaz_-_universalnaya_f.htm

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Измеряя расположение звёзд на небе, расстояния на земле, время, люди знали, для чего они это делают и изобретали, телескопы, часы, прототипы современных линеек. О температуре такого же сказать было нельзя. О том, что такое тепловое равновесие и что означает степень нагрева тела (температура), существовали разные мнения. Но человек с незапамятных времен точно знал, что, когда два тела плотно соприкасаются, между ними устанавливается, выражаясь современным языком, тепловое равновесие.

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходят в состояние теплового равновесия.

Тепловым равновесием называют такое состояние тел, при котором температура во всех точках системы одинакова.

Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние) - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

К числу характеристик состояния макроскопических тел (твёрдых тел, жидкостей, газов) и процессов изменения их состояний, относят объём, давление и температуру. Эти величины описывают в целом тела, состоящие из большого числа молекул, а не отдельные молекулы. При этом микроскопические процессы внутри тела не прекращаются при тепловом равновесии: расположения молекул всё время меняются и меняются их скорости при столкновениях.

Величины объём, давление и температуру, характеризующие состояние макроскопических тел без учёта их молекулярного строения, называют макроскопическими параметрами.

Тепловым или термодинамическим равновесием, изолированной системы тел, называют состояние, при котором все макроскопические параметры в системе остаются неизменными.

Для точной характеристики нагретости тела, необходим прибор, способный измерить температуры тел и дать возможности их сравнения.

Термометр — это прибор для измерения температуры путём контакта с исследуемым телом. Различают жидкостные, газовые термометры, термопары, термометры сопротивления.

В 1597 году Галилей создал термоскоп, в собственных сочинениях учёного нет описания этого прибора, но его ученики засвидетельствовали этот факт. Аппарат представлял собой устройство для поднятия воды при помощи нагревания.

Изобретение термометра, данные которого не зависели бы от перепадов атмосферного давления, произошли благодаря экспериментам физика Э. Торричелли, ученика Галилея.

Во всех приборах, изобретённых в XVIII веке, измерение температуры было относительно расширению столбика воды, спирта или ртути и произвольности выбора начала отсчёта, т.е. нулевой температуры. Наполняющие их вещества замерзали или кипели и этими термометрами нельзя было измерять очень низкие или очень высокие температуры. Необходимо было изобрести такую шкалу, чтобы избавиться от зависимости выбранного вещества, на основе которого формировалось градуирование.

Шкала, предложенная шведским учёным Андерсом Цельсием в 1742 г., точно устанавливала положение двух точек: 0 и 100 градусов. По шкале Цельсия температура обозначается буквой t, измеряется в градусах Цельсия (ºС).

На территории Англии и США используется шкала Фаренгейта. Такая шкала была предложена немецким учёным Даниелем Габриелем Фаренгейтом в 1724 г.: 0 °F — температура смеси снега с нашатырём или поваренною солью, 96 °F —температура здорового человеческого тела, во рту или под мышкой.

Рене Антуан де Реомюр не одобрял применения ртути в термометрах вследствие малого коэффициента расширения ртути. В 1730 году изобрёл водно-спиртовой термометр и предложил шкалу от 0 до 80°.

Шкала Реомюра очень долго использовалась на родине учёного во Франции вплоть до настоящего времени.

Различные жидкости при нагревании расширяются не одинаково. Поэтому расстояния на шкале между нулевой отметкой 0 °C и 100 °C будут разными.

Однако существует способ создать тело, которое приближенно обладает нужными качествами. Это идеальный газ. Было замечено, что в отличие от жидкостей все разряжённые газы – водород, гелий, кислород – расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют своё давление при изменении температуры. Это свойство газов позволяет избавиться в термометрах от одного существенного недостатка шкалы Цельсия – произвольности выбора начала отсчёта, то есть нулевой температуры.

При тепловом равновесии, если давление и объём газа массой m постоянны, то средняя кинетическая энергия молекул газа должна иметь строго определённое значение, как и температура.

Практически такую проверку произвести непосредственно невозможно, но с помощью основного уравнения молекулярно-кинетической теории её можно выразить через макроскопические параметры:

; ; ; ;

Если кинетическая энергия действительно одинакова для всех газов в состоянии теплового равновесия, то и значение давления р должно быть тоже одинаково для всех газов при постоянном значении отношения объёма к числу молекул. Подтвердить или опровергнуть данное предположение может только опыт.

Возьмём несколько сосудов, заполненных различными газами, например, водородом, гелием и кислородом. Сосуды имеют определённые объёмы и снабжены манометрами, для измерения давления газов в сосудах. Массы газов известны, тем самым известно число молекул в каждом сосуде. Приведём газы в состояние теплового равновесия. Для этого поместим их в тающий лёд и подождём, пока не установится тепловое равновесие и давление газов перестанет меняться.

Здесь устанавливается тепловое равновесие и все газы имеют одинаковую температуру 0 °С. При этом показания манометра показывают разное давление р, объёмы сосудов V изначально были разными и число молекул N различно, так как газы, закаченные в баллоны разные. Найдём отношение для водорода всех параметров для одного моля вещества:

Такое значение отношения произведения давления газа на его объём к числу молекул получается для всех газов при температуре тающего льда. Обозначим это отношение через Θ0 (тета нулевое):

Таким образом, предположение, что средняя кинетическая энергия, а также давление р в состоянии теплового равновесия одинаковы для всех газов, если их объёмы и количества вещества одинаковы или если отношение

Если же сосуды с газами поместить в кипящую воду при нормальном атмосферном давлении, то согласно эксперименту, отношение макроскопических параметров будет также одинаковым для всех газов, но значение будет больше предыдущего

Отсюда следует, что величина Θ растёт с повышением температуры и не зависит от других параметром, кроме температуры. Этот опытный факт позволяет рассматривать величину Θ тета как естественную меру температуры и измерять в энергетических единицах — джоулях.

А теперь вместо энергетической температуры введём температуру, которая будет измеряться в градусах. Будем считать величину тета Θ прямо пропорциональной температуре Т, где k- коэффициент пропорциональности

Так как , то тогда

По этой формуле вводится температура, которая даже теоретически не может быть отрицательной, так как все величины левой части этого равенства больше или равны нулю. Следовательно, наименьшим значением этой температуры является нуль, при любом другом параметре p, V, N равным нулю.

Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объёме или при которой объём идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулём температуры.

Тепловое движение молекул непрерывно и бесконечно, а при абсолютном нуле молекулы поступательно не двигаются. Следовательно, абсолютный нуль температур при наличии молекул вещества не может быть достигнут. Абсолютный нуль температур — это самая низкая температурная граница, верхней не существует, та «наибольшая или последняя степень холода», существование которой предсказывал М.В. Ломоносов.

В 1848 г. английскому физику Вильяму Томсону (лорд Кельвин) удалось построить абсолютную температурную шкалу (её в настоящее время называют шкалой Кельвина), которая имеет две основные точки 0 К (или абсолютный нуль) и 273К, точка в которой вода существует в трёх состояниях (в твёрдом, жидком и газообразном).

Абсолютная температурная шкала — шкала температур, в которой за начало отсчёта принят абсолютный нуль. Температура здесь обозначается буквой T и измеряется в кельвинах (К).

На шкале Цельсия, есть две основные точки: 0°С (точка, в которой тает лёд) и 100°С (кипение воды). Температура, которую определяют по шкале Цельсия, обозначается t. Шкала Цельсия имеет как положительные, так и отрицательные значения.

Из опыта мы определили значения величины Θ (тета) при 0 °С и 100 °С. Обозначим абсолютную температуру при 0 °С через Т1, а при 100 °С через Т2. Тогда согласно формуле:

Отсюда можно вычислить коэффициент k, который связывает температуру в Θ энергетических единицах (Дж) с абсолютной температурой Т (К)

k = 1,38 • 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана.

Зная постоянную Больцмана, можно найти значение абсолютного нуля по шкале Цельсия. Для этого найдём сначала значение абсолютной температуры, соответствующее 0°С:

значение абсолютной температуры.

Один кельвин и один градус шкалы Цельсия совпадают. Поэтому любое значение абсолютной температуры Т будет на 273 градуса выше соответствующей температуры t по Цельсию:

Теперь выведем ещё одну зависимость температуры от средней кинетической энергии молекул. Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории и уравнения для определения абсолютной температуры

Здесь видно, что левые части этих уравнений равны, значит правые равны тоже.

Средняя кинетическая энергия хаотического поступательного движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре.

Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул.

Из выведенных формул мы можем получить выражение, которое показывает зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры

Из этой зависимости вытекает, что при одинаковых давлениях и температурах концентрация молекул у всех газов одна и та же. Отсюда следует закон Авогадро, известный нам из курса химии.

Закон Авогадро: в равных объёмах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул.

Рассмотрим задачи тренировочного блока урока.

1. При температуре _______ (370C; 2830C; 270C) средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна 6,21·10-21Дж.

Дано:

k = 1,38 • 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана

t -?

Решение:

Запишем значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул с зависимостью от абсолютной температуры:

Отсюда выразим Т:

Соотношение между абсолютной температурой и температурой в градусах Цельсия:

Подставим значение абсолютной температуры:

Правильный вариант ответа:

2. При температуре 290 К и давлении 0,8 МПа, средняя кинетическая энергия молекул равна __________ Дж, а концентрация составляет молекул ___________ м-3.

Дано:

Т = 290К

р = 0,8 МПа =0,8·106 Па

k = 1,38 • 10-23 Дж/К - постоянная Больцмана

Ек -? n - ?

Решение:

Значение средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул:

Подставив значение абсолютной температуры, найдём ответ:

Определим концентрацию газа из соотношения:

Правильный вариант ответа: 6·10-21; 2·1026 м-3.

Тепловое движение. Температура

Тепловое движение и температура. Постоянная Больцмана

В тепловом движении участвуют все молекулы вещества, поэтому с изменением характера теплового движения изменяется и состояние вещества, его свойства. Так, при повышении температуры вода закипает, превращаясь в пар. Если понижать температуру, вода замерзает и из жидкости превращается в твёрдое тело.

Температура является мерой интенсивности теплового движения молекул и характеризует состояние теплового равновесия системы макроскопических тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Температуру измеряют термометром. В любом термометре используется изменение какого-либо макроскопического параметра в зависимости от изменения температуры.

Единицей измерения температуры в системе единиц СИ является градус Кельвина (К). Формула перехода от шкалы Цельсия к шкале температур Кельвина (абсолютной шкале) имеет вид:

   

где температура по шкале Цельсия.

Минимальной температуре соответствует нуль по абсолютной шкале. При абсолютном нуле тепловое движение молекул прекращается.

Чем выше температура тела, тем больше скорости теплового движения молекул, а, следовательно, тем большей энергией обладают молекулы тела. Таким образом, температура служит мерой кинетической энергии теплового движения молекул.

Средняя квадратичная скорость движения молекул

Средняя квадратичная скорость движения молекул вычисляется по формуле:

   

где постоянная Больцмана, Дж/К.

Средняя кинетическая энергия движения одной молекулы

Средняя кинетическая энергия движения одной молекулы:

   

Физический смысл постоянной Больцмана заключается в том, что эта постоянная определяет связь между температурой вещества и энергией теплового движения молекул этого вещества.

Важно отметить, что средняя энергия теплового движения молекул зависит только от температуры газа. При данной температуре средняя кинетическая энергия поступательного хаотического движения молекул не зависит ни от химического состава газа, ни от массы молекул, ни от давления газа, ни от объема, занимаемого газом.

Примеры решения задач

Тепловое движение: внутренняя энергия

 

Как вы думаете, от чего зависит скорость растворения сахара в воде? Можете провести простой эксперимент. Возьмите два куска сахара и киньте один в стакан с кипятком, другой – в стакан с холодной водой.

Вы увидите, как сахар в кипятке растворится в несколько раз быстрее, чем в холодной воде. Причиной растворения является диффузия. Значит, диффузия происходит быстрее при более высокой температуре. А причина диффузии – это движение молекул. Следовательно, мы делаем вывод, что молекулы при более высокой температуре движутся быстрее. То есть, скорость их движения зависит от температуры. Именно поэтому беспорядочное хаотическое движение молекул, из которых состоят тела, называют тепловым движением.

Тепловое движение молекул

При повышении температуры усиливается тепловое движение молекул, меняются свойства вещества. Твердое тело тает, превращаясь в жидкость, жидкость испаряется, переходя в газообразное состояние. Соответственно, если температуру понижать, то будет уменьшаться и средняя энергия теплового движения молекул, а соответственно, процессы изменения агрегатного состояния тел будут происходить в обратном направлении: вода будет конденсироваться в жидкость, жидкость будет замерзать, переходя в твердое состояние. При этом, мы всегда говорим о средних значениях температуры и скорости молекул, так как всегда присутствуют частицы с большими и меньшими значениями этих величин.

Молекулы в веществах движутся, проходя определенное расстояние, следовательно, совершают некую работу. То есть, мы можем говорить о кинетической энергии частиц. Вследствие их взаимного расположения существует также и потенциальная энергия молекул. Когда идет речь о кинетической и потенциальной энергии тел, то мы говорим о существовании полной механической энергии тел. Если кинетической и потенциальной энергией обладают частицы тела, следовательно, можно говорить о сумме этих энергии, как о самостоятельной величине.

Внутренняя энергия тела

Рассмотрим пример. Если мы кидаем упругий мячик об пол, то кинетическая энергия его движения полностью переходит в потенциальную в момент касания пола, а потом вновь переходит в кинетическую, когда он отскакивает. Если же мы бросим тяжелый железный мячик на твердую неупругую поверхность, то мячик приземлится, не отскакивая. Его кинетическая и потенциальная энергии после приземления будут равны нулю. Куда же подевалась энергия? Она просто исчезла? Если мы изучим шарик и поверхность после столкновения, то увидим, что шарик немного сплющился, на поверхности осталась вмятина, и оба они слегка нагрелись. То есть произошло изменение в расположении молекул тел, а также увеличилась температура. Это означает, что изменились кинетическая и потенциальная энергия частиц тела. Энергия тела никуда не пропала, она перешла во внутреннюю энергию тела. Внутренней энергией называют кинетическую и потенциальную энергию всех частиц тела. Столкновение тел вызвало изменение внутренней энергии, она увеличилась, а механическая энергия уменьшилась. В этом и состоит закон сохранения энергии. Энергия не возникает из ниоткуда и не исчезает в никуда. Она только переходит из одного состояния в другое.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Превращение энергии: закон сохранения энергии
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspСпособы изменения внутренней энергии

Тепловое движение молекул

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ. Непрестанное беспорядочное движение дисперсных (коллоидных) частичек микроскопических или ультра-микроскопических размеров (¿[ ...]

Кинетическая энергия теплового движения молекул и атомов вещества почвы определяет ее температуру. Последняя сопряжена со свойствами почвы. Так, понижение температуры ниже условно принятого 0° влечет переход жидкой фазы в твердую.[ ...]

При нагревании воды возрастает тепловое движение молекул, расстояние между ними увеличивается и происходит расширение воды. Начиная с температуры, равной +3,98°С, расширение воды преобладает над ростом плотности, и поэтому с этого значения температуры при дальнейшем росте температуры плотность воды уменьшается. Водородные связи молекулы воды примерно в 10 раз прочнее, чем связи, обусловленные межмолекулярными взаимодействиями, характерными для большинства других жидкостей. Поэтому для плавления, нагревания и испарения воды необходима гораздо большая энергия, чем в случае других жидкостей, что и объясняет наличие аномалий в физических свойствах воды: высокие значения теплот плавления и испарения, удельной теплоемкости.[ ...]

В ее основе лежит представление о тепловом движении молекул как о движении колебательном, как об этом впервые высказывался еще Ломоносов. Но если исходить из такого представления, то надо помнить, что движение тех же молекул может проявляться и иначе, хотя бы тогда, когда твердое тело охвачено системой акустических волн. В свою очередь, каковы бы ни были колебания молекул, возникающие в твердом теле (тепловые, акустические), они неминуемо должны управляться законами теории упругости: упругие постоянные вещества определяют собой и скорость распространения волн, и амплитуду колебаний в каждой точке. Поэтому Предводителев был совершенно прав, когда отождествил дифференциальные уравнения температурной волны с дифференциальными уравнениями волны акустической.[ ...]

При низких температурах ориентация молекул электрическим полем затруднена, поэтому диэлектрическая проницаемость невелика. При повышении температуры вследствие уменьшения вязкости время релаксации уменьшается. Ориентация молекул в таких условиях облегчается, что приводит к увеличению интенсивности дипольно-релаксационной поляризации и резкому росту диэлектрической проницаемости. После достижения максимума она уменьшается (приблизительно обратно пропорционально температуре) за счет роста теплового движения молекул, препятствующего упорядочению полярных молекул (диполей).[ ...]

Итак, для энергии света, рассеянного молекулами газа, обе теории дают один и тот же числовой результат. Но принципиальное различие между положениями обеих теорий весьма велико: с точки зрения первой теории рассеяние вызывается отдельными индивидуальными молекулами, вокруг которых происходит зарождение самостоятельных волн. Напротив, с точки зрения второй теории, агентами, рассеивающими свет, являются неоднородности среды, возникающие благодаря случайным местным изменениям плотности, при хаотическом тепловом движении молекул.[ ...]

Расчет коэффициента диффузии. Беспорядочное тепловое движение молекул газа является основной причиной его диффузии в жидкость. По сложившейся традиции "движущую силу" процесса определяют как разность концентраций газа насыщенной и ненасыщенной фаз, хотя в действительности совершающее броуновское движение молекулы не подвергаются действию дополнительной "силы" в направлении градиента концентрации. Однако статистическое перераспределение молекул газа неизбежно приводит к сокращению разности концентраций, что обусловливает постепенный перенос массы в направлении понижения концентрации.[ ...]

При жидком состоянии воды достаточно обычных тепловых движений молекул, чтобы разрушить водородные связи, но в этих условиях ничто не препятствует и новому их образованию.[ ...]

Молекулярное перемешивание представляет собой хаотическое тепловое движение молекул. Это перемешивание происходит по всей толще океана как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, но в малых масштабах и не играет существенной роли в перемешивании вод океана.[ ...]

Частицы малых размеров подвержены воздействию броуновского (теплового) движения молекул, в результате которого возможно осаждение этих частиц на поверхности обтекаемых тел или стенок аппарата (рис.3.1 д).[ ...]

Представлениям о двух существенно разных энергетических состояниях молекул в жидкой воде соответствует и модель, предложенная О. Я-Самойловым [8]. В ней рассматривается существование ладоподобных каркасов, полости которых частично заполнены молекулами воды. В результате теплового движения молекулы приобретают способность к трансляционному переходу в полостях каркаса от одного положения равновесия к другому. С повышением температуры степень заполнения полостей каркаса молекулами воды увеличивается.[ ...]

Сущность ее чрезвычайно проста. Смолуховский исследует статистически тепловое движение молекул газообразного или жидкого тела, причем выясняются закономерности распределения ч:астиц в некоторой части пространства в различные моменты времени. Нетрудно ожидать прежде всего, что при беспорядочном движении молекулы будут то собираться теснее в каком-нибудь малом определенном объеме, то расходиться на большие расстояния. Число молекул в единице объема, которое дается кинетической теорией вещества или определяется физико-химическими методами, следует рассматривать только как среднее. В действительности же оно непрерывно колеблется, вызывая тем самым колебания плотности вещества.[ ...]

В ближнем инфракрасном диапазоне это излучение интенсивно поглощается молекулами С02, СО, СН4, С2Н6,1Ч20, имеющими интенсивные полосы поглощения в интервалах длин волн 2—5 нм. В результате инфракрасное излучение Земли не рассеивается в космическом пространстве, а расходуется на повышение интенсивности теплового движения молекул в атмосфере, что и вызывает общее повышение температуры. Для предупреждения или полного исключения поступления в атмосферу оксидов углерода и серы, снижения «парникового» эффекта и кислотных выпадений предлагались в разные времена своеобразные проекты, часть из которых пока имеют оттенок научной фантастики. Так, предложен способ складирования С02 в твердом или жидком состоянии в глубоких отработанных шахтах. Там же складируются и твердые оксиды серы. Принципиально такая схема, видимо, осуществима, но условия ее реализации и стоимость пока не позволяют надеяться на осуществление в ближайшее время. Складированные жидкие или твердые оксиды можно при этом утилизировать, используя, в частности, для перевода С02 в биомассу.[ ...]

Водородные связи непрочны, легко разрушаются и образуются даже при обычных тепловых движениях молекул. Полностью все четыре водородные связи реализуются при замерзании воды. В твердом состоянии каждая молекула тетраэдрически окружена четырьмя другими — тремя из того же слоя и одной из соседнего слоя молекул.[ ...]

Испарение — процесс перехода воды из жидкого в парообразное состояние вследствие теплового движения молекул воды. Скорость этого движения возрастает с увеличением температуры, вместе с тем увеличивается и испарение.[ ...]

АБСОЛЮТНЫЙ НУЛЬ. Предельно низкая температура —273,16+ ±0,01° С, при которой прекращается тепловое движение молекул. Давление и объем идеального газа, по закону Бойля — Мариотта, при этой температуре становятся равными нулю. А. Н. — точка нуля абсолютной температурной шкалы. В апроксими-рованной абсолютной температурной шкале за значение А. Н. принимают —273°.[ ...]

Физическая сущность гидратации состоит, по-видимому, главным образом ,в небольшом торможении теплового движения молекул воды в непосредственной близости от заряженных и полярных групп белка [16]. И хотя эту воду нельзя считать иммобилизованной, все же ее асимметричные дипольные молекулы ориентируются в этих местах «специфической гидратации» ие столь беспорядочно, как в свободной воде, благодаря чему уменьшается занимаемый ими объем. Поэтому перезарядка боковых групп в белке, в частности при взаимодействии с лигандами, обязательно сопровождается изменениями гидратации и соответственно парциального мольного объема.[ ...]

Процесс рассеяния света в жидкости лучше описывает теория Смолуховского, которая рассматривает рассеяние не на отдельных молекулах, а на неоднородностях среды, обусловленных случайными изменениями плотности вследствие теплового движения молекул. При этом в теории Смолуховского, как и в теории Рэлея, при О [ ...]

В предыдущем параграфе были рассмотрены две теории молекулярного рассеяния света; одна из них касалась действия отдельных молекул на падающие световые волны, другая, напротив, учитывала эффект случайных сгущений и разрежений, возникающих в среде при тепловом движении молекул. Но и та и другая теории одинаково основывались на предположении, что рассеивающие агенты — будь то индивидуальные молекулы или же скопления молекул (как у Смолуховского) — весьма малы по сравнению со световой волной.[ ...]

Простое строение двойного слоя с резким скачком концентраций ионов к эквивалентному их значению за пределами плотной части нарушается тепловым движением молекул растворителя и ионов, а также взаимным отталкиванием разноименных ионов. В результате ДЭС приобретает размытое (диффузное) строение, общая толщина которого б0 при этом слагается из толщины 6ф плотной части и толщины бд размытой части: 60 = 6Ч)+ !- Величина бд зависит от природы и особенно от концентрации электролита. В чистой воде бд 10 б см, в то время как в концентрированных растворах бд очень мала и б0 бф (бф равна радиусу сольватированных ионов плотной части порядка нескольких ангстремов) .[ ...]

Предполагается, что разрыв пленки при достижении критической толщины ¡10 обусловливается малыми флуктуациями, вызываемыми волнами вследствие теплового движения молекул. При этом поверхность плоскости соприкосновения капель не является плоской, на ней существуют микрошероховатости из-за наложения друг на друга поверхностных волн различной частоты и амплитуды.[ ...]

Исследование термодинамических флуктуаций ведет свое начало с работ Смолуховского (1908) и Эйнштейна (1910), посвященных теор ии рассеяния света на тепловых флуктуациях плотности. К возникновению флуктуаций плотности в жидкости приводит статистический характер теплового движения молекул. Релеевское светорассеяние вызывают флуктуации плотности и ориентаций в объемах, малых по сравнению с длиной световой волны.[ ...]

Многие ученые придерживаются теории строения жидкой воды и водных растворов, в основе которой лежит положение о сохранении ажурной решетки льда в жидкой воде и частичном заполнении пустот одиночными молекулами воды. По этой теории ближняя упорядоченность молекул воды, т. е. взаимное расположение соседних молекул воды, аналогично кристаллическому каркасу льда, слегка нарушенному тепловым движением молекул, в пустотах которого находятся одиночные молекулы воды.[ ...]

Расширение спектральных линий, как при излучении, так и при поглощении, обусловлено затуханием колебаний в связи с конечным временем жизни возбужденных энергетических уровней, возмущениями вследствие столкновения молекул как поглощающего вещества, так и непоглошающих газов, входящих в состав воздуха, наличием теплового движения молекул и возникающим при этом доплеровским эффектом. В атмосфере с высотой существенно меняется плотность воздуха, т.е. спектральные линии за счет уменьшения числа столкновений молекул должны сужаться. Это подтверждается сопоставлением наземного и ракетного спектрометрирования.[ ...]

Алканы в нефтяных системах могут находиться в молекулярном или ассоциированном состояниях [10, 14, 227, 243, 270]. Исследование молекулярной структуры н-алканов в жидком состоянии методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей показало, что их ассоциация происходит по поверхности молекул с помощью сил дисперсионного взаимодействия, а ассоциаты, например, н-алканы, при нормальных условиях имеют форму дисков или пластин с размерами 130-200 А [40, 151]. Число молекул в ассоциате тем больше, чем ниже температура. Так, в гексадекане при 20°С (т. е. на 2 °С выше температуры кристаллизации) число молекул в ассоциате равно 3, а в н-октане при -50°С (т. е. на 6°С выше температуры кристаллизации) -31. Это объясняется ослаблением тепловою движения молекул и усилением энергии молекулярного взаимодействия алканов с ростом длины цепи.[ ...]

Так или иначе, физики и химики, исследующие, жидкое состояние и, в частности, растворы, договорились (будем откровенны, не очень-то прочно) считать химическим такое взаимодействие, энергия которого не ниже 5 кДж/моль. Этот нижний предел выбран не случайно: приблизительно такой энергией характеризуется тепловое движение молекул жидкости. Впрочем, нет никаких оснований считать, что физика и химия жидкого состояния всегда будут отделены друг от друга именно этим; уровнем энергетических эффектов. Усовершенствование экспериментальных и теоретических методов исследования растворов, несомненно, приведет, как уже не раз бывало, к расширению энергетических характеристик понятия «химическое взаимодействие в растворах».[ ...]

Для того, чтобы разорвать связь между катионами и анионами в одном моле, например, ЫаС1 надо затратить 800 кДж. Поскольку в начале нашего века сомневаться в справедливости и непреложности закона сохранения энергии уже не приходилось,. оставалось предположить лишь одно: энергия, потребная на разрыв связи, черпается из энергии теплового движения молекул воды. Образно говоря, молекулы ЫаС1 отбирают необходимые им 800 кДж у молекул воды. Но это неизбежно должно привести к уменьшению энергии (скорости движения) молекул воды, то есть к понижению температуры раствора по сравнению с температурой исходного растворителя.[ ...]

Однако, если учесть, что главным компонентом взвешенных примесей является глина, для ориентировочных расчетов можно принять некоторую среднюю величину удельного веса р — 2,5 г/смъ. Согласно расчетам по уравнению Стокса, при р = = 2,5 г/см3 гидравлическая крупность частиц диаметром 100 мкм равна 10 м/час, а частиц диаметром 1 мкм — 0,001 м/час. Разница очень велика. Если к тому же принять во внимание, что на осаждение частиц размером менее 50 мкм заметное влияние оказывает тепловое движение молекул среды [67], станет еще более очевидной большая разница в скорости осаждения псаммитовых и пели-товых фракций минеральных примесей. Поэтому кривая седиментации дисперсных загрязнений природной воды сильно выгнута, а верхний ее участок почти параллелен оси абсцисс (рис.[ ...]

Как движется тепло?

Как движется тепло?

Как движется тепло?

Тепло движется тремя способами: излучением, теплопроводностью и конвекцией.

Излучение происходит, когда тепло движется в виде энергетических волн, называемых инфракрасными волны, прямо от своего источника к чему-то другому. Вот как жар от Солнце попадает на Землю. Фактически, все горячее излучает тепло в более прохладный вещи. Когда тепловые волны достигают более холодного объекта, они заставляют молекулы более холодный объект ускоряется.Когда молекулы этого объекта ускоряются, объект становится горячее.

Инфракрасные волны являются частью спектра энергетических волн, известных как электромагнитные спектр. Электромагнитный спектр включает в себя все виды энергии, которые могут путешествовать в волнах, включая свет, тепло, рентгеновские лучи, радиоволны, ультрафиолетовые волны и микроволновые печи.

Все эти виды волн содержат много энергии. Кроме того, все они могут путешествовать через глубокий космос.Вот почему мы можем видеть солнечный свет от звезд миллиарды света лет прочь. Свет от них излучается к нам.

Проводимость - это еще один способ перемещения тепла. Тепло - это форма энергии, и когда она вступает в контакт с материей (что угодно к которому вы можете прикоснуться физически) он заставляет атомы и молекулы двигаться. Один раз атомы или молекулы движутся, они сталкиваются с другими атомами или молекулами, заставляя их тоже двигаться. Затем они сталкиваются с другими молекулами и заставляют их тоже двигаться.Таким образом, тепло передается через материю.

Проводимость - это то, что нагревает ручку кастрюли, когда только дно горшок касается плиты. Тепло от горелки запускает молекулы в контакт с горелкой начинают двигаться. Эти молекулы сталкиваются с другими в горшок, который ударяет других, пока все молекулы в горшке, в том числе в ручка, двигаются. Когда кто-то дотрагивается до ручки кастрюли, он чувствует жар.Тепло переместилось от горелки к руке повара за счет теплопроводности.

Проводимость - важный способ распространения тепла в космосе, но только в пределах космического корабля. Поскольку в глубоком космосе очень мало материи, тепло не может покинуть космический корабль за счет теплопроводности.

Конвекция - очень важный способ нагрева движется по Земле, но в космосе не имеет большого значения. Конвекция происходит, когда вещество, которое может течь, например вода или воздух, нагревается в присутствии сила тяжести.Когда воздух или вода находятся в присутствии силы тяжести, сила тяжести тянет все это вниз. Нижняя часть воздуха или воды становится плотнее, потому что тянется вниз, а также под весом молекул наверху из этого.

Когда на дне этого воздуха или воды присутствует тепло, молекулы воздуха или воды при контакте с теплом начинают двигаться, и молекулы расходятся. В нагретый воздух или вода становятся менее плотными. Он поднимается вверх, пока не попадет в воздух или воды той же плотности, что и у нее, и когда она попадает туда, она толкает воздух или вода, которые не мешали.При этом новый воздух или вода заполняет пространство, которое было освобождено, когда нагретые молекулы поднялись вверх. Воздух или вода, которую выталкивают с дороги, падает. Это устанавливает круговой движение. Воздух или вода снизу нагреваются, поднимаются наверх, охлаждают, нагреваются. плотнее, падает, снова нагревается и весь цикл начинается заново. Конвекция не происходит в космосе, потому что нет гравитации.

Духовки работают за счет конвекции.Змеевики в нижней части духовки нагревают воздух, который поднимается наверх, немного охлаждается и снова падает вниз.


Что такое тепло?
Что может пойти не так на DS1, если станет слишком холодно?
Что может пойти не так на DS1, если слишком много тепла?

Получит ли DS1 нагревается непосредственно солнцем?
Делает тепло перемещается в космосе иначе, чем на Земле?
Что роль Солнца в космических миссиях вроде DS1?

Что еще формы энергии, которые космический корабль выпускает в космос?
Что делает EM радиация?
Где энергия приходит и уходит?
Что происходит с теплом, когда оно попадает в космос?


Тепловое движение - InterNACHI

Тепло, энергия и изоляция связаны друг с другом.Как инспекторы, мы должны понимать, как тепло перемещается внутри дома и как изоляция может контролировать это движение. Одна из основных причин понять, как движется тепло, заключается в том, что теплый воздух может переносить влагу, а теплый влажный воздух необходимо контролировать по отношению к оболочке здания. Неконтролируемое движение теплого воздуха и влаги может вызвать множество проблем. Еще одна причина узнать о тепле заключается в том, что изоляция обеспечивает сопротивление потоку тепла, и чем больше утеплитель, тем меньше энергии требуется для обогрева и охлаждения дома.

Тепло необходимо контролировать, чтобы жильцам дома было комфортно. Когда дом хорошо изолирован, ваш клиент сэкономит на расходах на электроэнергию. Изучив информацию в следующих нескольких разделах о тепле, влажности, воздухе и изоляции, вы сможете провести тщательный осмотр и поговорить со своим клиентом о том, как функционирует оболочка здания.

А теперь поговорим о тепле. По сути, существует три способа перехода тепла из одной области в другую. Когда тела с неравной температурой находятся рядом друг с другом, тепло покидает одно тело и переходит к другому.Тепло уходит от более горячего тела, а более холодное тело его поглощает. Чем больше разница температур, тем больше расход тепла.

Тепло передается от одного тела к другому следующим образом:

· Радиация;

· Проведение; и

· Конвекция.

Излучение

Радиация - это передача тепловой энергии за счет движения электромагнитных волн. Тепло передается прямыми лучами. Он движется по прямой от источника к телу.Чем ближе вы находитесь к горячему объекту, тем теплее вы чувствуете. Интенсивность тепла, излучаемого объектом, уменьшается с увеличением расстояния от объекта.

Вы чувствуете себя прохладно в комнате с холодным полом, стенами и потолком. Количество тепла, теряемого вашим телом в этой комнате, зависит от относительной температуры предметов в этой комнате. Чем холоднее пол (по сравнению с температурой ваших ног), тем больше тепла будет теряться от вашего тела. Если пол, стены и потолок этой комнаты относительно теплее, чем температура вашего тела, то тепло будет излучаться к вашему телу от этих предметов или поверхностей.

Когда вы входите в холодную комнату, вы сразу чувствуете, как тепловая энергия покидает ваше тело. Используйте все свои чувства в качестве инспектора при перемещении по дому. Просто войдя в пространство своим телом, можно получить много информации об этом пространстве, об изоляции, тепле, движении воздуха и даже об уровне влажности или влажности. Некоторые инспекторы могут точно оценить температуру чердака, просто войдя в него. При перемещении по дому следите за своим окружением.

Лучистое тепло распространяется во всех направлениях. Лучистое отопление в жилых домах включает трубопроводы и электропроводку в полах, стенах и потолках. Светоотражающие материалы обычно используются в системах, излучающих лучистое тепло, чтобы направлять или контролировать, где излучается тепло.

Излучение возникает, когда тепло движется в виде энергетических волн, называемых инфракрасными волнами, непосредственно от своего источника к чему-то другому. Вот как тепло от Солнца попадает на Землю. Фактически, все горячие предметы излучают тепло более холодным.Когда тепловые волны достигают более холодного объекта, они заставляют молекулы более холодного объекта ускоряться. Когда молекулы этого объекта ускоряются, объект становится горячее.

Проводимость

Проводимость - это передача тепла от одной молекулы к другой или через одно вещество к другому. Это тепло, которое передается от одного тела к другому при прямом контакте. Например, тепло передается от теплообменника котла к воде, проходящей через него.Когда вы касаетесь всасывающей линии кондиционера, и он становится теплым, это тепловая энергия, перемещающаяся от теплой медной трубы к вашей более прохладной руке - за счет теплопроводности.

Тепло - это форма энергии, и когда это тепло входит в контакт с материей, оно заставляет атомы и молекулы двигаться. Когда атомы или молекулы движутся, они сталкиваются с другими атомами или молекулами и заставляют их двигаться. Это движение передает тепло через материю.

Это демонстрируется при прикосновении к керамической кофейной чашке.Внешняя поверхность чашки теплая на ощупь, потому что тепло горячего кофе передается через материал чашки.

Конвекция

Конвекция известна большинству людей по фразе «Повышение температуры». Конвекция - это передача тепла путем нагревания воздуха рядом с горячей поверхностью и последующего перемещения этого теплого воздуха. Это передача тепла движением самого нагретого вещества. Воздух перемещается из одного места в другое, унося с собой тепло. Поскольку теплый воздух легче окружающего его холодного воздуха, теплый воздух (или тепло) поднимается вверх.

Горячие жидкости имеют тенденцию подниматься, а окружающие холодные жидкости опускаются. Эти подъемы и падения имеют тенденцию образовывать петли или конвективные петли, где, например, теплый воздух поднимается, а холодный - опускается. Ранние воздушные печи, гравитационные печи, использовали принципы конвективных петель. В гравитационной системе теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается, и именно так циркулирует воздух в гравитационной системе теплого воздуха.

Когда определенное количество воздуха нагревается, он расширяется и занимает больше места.Другими словами, горячий воздух менее плотный, чем холодный. Любое вещество, которое менее плотно, чем жидкость (газ или жидкость) в окружающей среде, будет плавать. Горячий воздух плавает на холодном, потому что он менее плотный, так же как кусок дерева плавает, потому что он менее плотный, чем вода. Теплый воздух часто описывается как имеющий меньший вес, чем холодный. Теплый воздух поднимается вверх, а холодный - опускается. Вес единицы объема воздуха уменьшается с увеличением его температуры. И наоборот, вес единицы объема воздуха увеличивается с понижением его температуры.

Внутри полости стены могут быть конвективные петли, в которых холодный и теплый воздух движется внутри полости стены. Если теплый влажный воздух попадет на холодную поверхность этой стенной конструкции, внутри стены может образоваться конденсат. А это нехорошо.

Другой пример: старая гравитационная печь нагревает воздух; воздух становится светлее и поднимается из системы отопления. Холодный воздух поступает в систему отопления и выталкивает или вытесняет теплый поднимающийся воздух. Теплый воздух поднимается вверх по воздуховодам или трубам (часто называемым трубами), которые находятся внутри стен.Теплый воздух поднимается вверх через здание. Теплый воздух поступает в комнату через приточные регистры на стене или полу. Холодный воздух выходит из комнаты и может вернуться через обратную решетку и вернуться через обратные каналы в систему отопления.

Некоторые дома со старыми системами гравитационного отопления могут не иметь большого количества каналов и труб, но могут полагаться на большие отверстия (закрытые железными решетками или решетками) в полу, которые позволяют прохладному воздуху проходить через здание.Холодному воздуху позволяют просто падать обратно в печь - отсюда и название системы теплого воздуха под действием силы тяжести.

Циркуляция воздуха в доме с гравитационной системой теплого воздуха будет зависеть от разницы температур между восходящим и падающим холодным воздухом. Чем больше разница, тем выше скорость циркуляции воздуха.

Сводка

Итак, тепло передается от одного тела к другому тремя способами:

· Радиация;

· Проведение; и

· Конвекция.

Понимание того, как движется тепло, поможет вам понять, как движется влага. Вы можете найти информацию о том, как проверять наличие влаги и других предметов, на http://www.bengromicko.com.

Explainer: Как движется тепло | Новости науки для студентов

Во Вселенной энергия естественным образом перетекает из одного места в другое. И если люди не вмешиваются, тепловая энергия - или тепло - естественно течет только в одном направлении: от горячего к холодному.

Тепло передается естественным образом одним из трех способов.Эти процессы известны как проводимость, конвекция и излучение. Иногда может возникнуть более одного случая одновременно.

Сначала немного предыстории. Вся материя состоит из атомов - одиночных или связанных в группы, известные как молекулы. Эти атомы и молекулы всегда находятся в движении. Если они имеют одинаковую массу, горячие атомы и молекулы движутся в среднем быстрее холодных. Даже если атомы заблокированы в твердом теле, они все равно колеблются взад и вперед вокруг некоторого среднего положения.

Учителя и родители, подпишитесь на шпаргалку

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде

В жидкости атомы и молекулы могут свободно перемещаться с места на место. В газе они еще более свободны в движении и полностью разлетаются в объеме, в котором они находятся.

Некоторые из наиболее понятных примеров теплового потока происходят на вашей кухне.

Проводимость

Поставьте сковороду на плиту и включите огонь. Металл, лежащий над конфоркой, станет первой частью сковороды. Атомы на дне кастрюли начнут вибрировать быстрее, когда они нагреются. Они также колеблются дальше и дальше от своего среднего положения. Когда они натыкаются на своих соседей, они делятся с этим соседом частью своей энергии. (Думайте об этом как об очень маленькой версии битка, врезающегося в другие шары во время игры в бильярд.Шары-мишени, ранее находившиеся неподвижно, получают часть энергии битка и перемещаются.)

В результате столкновений со своими более теплыми соседями атомы начинают двигаться быстрее. Другими словами, они сейчас греются. Эти атомы, в свою очередь, передают часть своей увеличенной энергии соседям, находящимся еще дальше от первоначального источника тепла. Эта проводимость тепла через твердый металл - это то, как нагревается ручка сковороды, даже если она может находиться далеко от источника тепла.

Конвекция

Конвекция возникает, когда материал может свободно двигаться, например жидкость или газ. Опять же, рассмотрим кастрюлю на плите. Налейте воду в кастрюлю, затем включите огонь. Когда сковорода нагревается, часть этого тепла передается молекулам воды, находящимся на дне сковороды, посредством теплопроводности. Это ускоряет движение молекул воды - они нагреваются.

Лавовые лампы демонстрируют передачу тепла посредством конвекции: восковые капли нагреваются у основания и расширяются.Это делает их менее плотными, поэтому они поднимаются наверх. Там они излучают тепло, охлаждают и затем опускаются, чтобы завершить циркуляцию. Bernardojbp / iStockphoto

По мере того, как вода нагревается, она начинает расширяться. Это делает его менее плотным. Он поднимается над более плотной водой, унося тепло со дна кастрюли. Более холодная вода стекает вниз и занимает свое место рядом с горячим дном кастрюли. По мере того, как эта вода нагревается, она расширяется и поднимается, передавая с собой вновь обретенную энергию. Вскоре возникает круговой поток поднимающейся теплой воды и падающей более холодной воды.Этот круговой рисунок теплопередачи известен как конвекция .

Это также то, что сильно нагревает пищу в духовке. Воздух, нагретый нагревательным элементом или газовым пламенем в верхней или нижней части духовки, переносит это тепло в центральную зону, где находится еда.

Воздух, нагретый у поверхности Земли, расширяется и поднимается вверх, как вода в кастрюле на плите. Большие птицы, такие как птицы-фрегаты (и люди, летящие на планерах без двигателя), часто катаются на этих термиках - восходящих каплях воздуха - чтобы набрать высоту, не используя никакой собственной энергии.В океане конвекция, вызванная нагревом и охлаждением, помогает управлять океанскими течениями. Эти течения перемещают воду по земному шару.

Излучение

Третий тип передачи энергии в некотором смысле наиболее необычен. Он может перемещаться по материалам - или в их отсутствие. Это радиация.

Излучение, такое как электромагнитная энергия, излучаемая солнцем (здесь видно на двух длинах ультрафиолетовых волн), является единственным типом передачи энергии, который работает через пустое пространство.NASA

Рассмотрим видимый свет как форму излучения. Он проходит через некоторые виды стекла и пластика. Рентгеновские лучи, еще одна форма излучения, легко проходят через плоть, но в значительной степени блокируются костью. Радиоволны проходят через стены вашего дома и достигают антенны стереосистемы. Инфракрасное излучение, или тепло, проходит через воздух от каминов и лампочек. Но в отличие от проводимости и конвекции, излучение не требует материала для передачи своей энергии. Свет, рентгеновские лучи, инфракрасные волны и радиоволны - все это распространяется на Землю из дальних уголков Вселенной.Эти формы излучения будут проходить через множество пустых пространств по пути.

Рентгеновские лучи, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны - все это различные формы электромагнитного излучения . Каждый тип излучения попадает в определенный диапазон длин волн. Эти типы различаются по количеству энергии, которую они имеют. Как правило, чем длиннее длина волны, тем ниже частота определенного типа излучения и тем меньше энергии оно переносит.

Чтобы усложнить ситуацию, важно отметить, что одновременно может происходить несколько форм теплопередачи.Конфорка плиты нагревает не только сковороду, но и окружающий воздух, делая его менее плотным. Это переносит тепло вверх посредством конвекции. Но горелка также излучает тепло в виде инфракрасных волн, нагревая находящиеся поблизости предметы. А если вы готовите вкусную еду на чугунной сковороде, не забудьте взять за ручку прихватку: будет жарко, благодаря кондукции!

Научный текст - 8 класс

Сила, энергия и движение - моделирование теплового движения

Тепло находится в постоянном движении.Он течет из более теплых мест в более холодные. пока не установится общая одинаковая температура. Тепло уходит от одного место к другому тремя способами. Движение тепла от более теплого объекта к более прохладному называется теплопередачей. Есть три метода теплопередача: проводимость , конвекция и излучение .

Проводимость - это движение тепловой энергии через вещество. или от одного вещества к другому путем прямого контакта атомов и молекул.Тепло передается напрямую от одной молекулы к другой. Скорости тепловой энергии вверх движение атомов, и они сталкиваются с другими молекулами, устанавливающими их в более быстрое движение. Это продолжается до тех пор, пока все молекулы не начнут двигаться. вокруг быстрее, и весь объект становится горячим. Вы чувствуете тепло движение по объекту от истока до конца. Ты сделал чашку горячего шоколада? Когда горячий шоколад сидит в кружке, кружка начинается. становиться горячее. Если оставить в чашке металлическую ложку, она станет горячее. тоже.Где ложка нагреется в первую очередь? Где будет круче всего? Что будет с ложкой через некоторое время, если ее оставить в чашке? Вы можете придумать другие примеры проведения? Подумайте о теплопередаче через другое вещество.

Конвекция - это передача тепла в жидкости или газе при движении групп молекул. токами из одного региона в другой. Теплый воздух менее плотен, чем более прохладный воздух. Менее плотный воздух поднимается вверх, а более прохладный более плотный воздух тонет.Более тяжелый и холодный воздух опускается и выталкивает более легкий, теплый воздух вверх. Это круговое движение называется конвекционным током.

Воздушные шары используют этот принцип для отрыва от земли. Воздух в воздушном шаре менее плотный, чем окружающий воздух, и поднимается, чтобы поднять воздушный шар оторвался от земли.

Вода также нагревается конвекцией. Когда вода в кастрюле нагревается, сначала нагревается вода возле горелки. Тепло заставляет воду чтобы расшириться, он становится светлее и поднимается к верху кастрюли.В более тяжелая и холодная вода в верхней части опускается вниз, выталкивая горячую воду вверх. Это продолжается до тех пор, пока вся вода не нагреется равномерно. Вы можете увидеть путь конвекционного тока, если вы наблюдаете, как готовятся спагетти в кастрюле кипятка. Спагетти будет двигаться по круговой траектории вокруг край кастрюли по мере того, как вода закипает.

Радиация - это тепловая энергия, передаваемая пустыми пространство или обогрев пустого пространства электромагнитными волнами или инфракрасным излучением лучи.В этом процессе участвуют только молекулы вещества, излучающего жара. Излучение может происходить через вакуум, и именно так солнце тепло передается Земле. Тепловая энергия отправляется на Землю в виде волн с Солнца. Эти волны проходят через космос и атмосферу Земля. Когда тепловые волны поражают объект на Земле, энергия проходит внутрь объекта, и он нагревается.

Прочие знакомые формы передачи тепла за счет излучения включают тепло, которое вы можете чувствовать вокруг открытый огонь или пламя свечи, жара возле горячей плиты и жара испускается электрическим нагревателем.

Вы можете моделировать движение молекул, поскольку тепловая энергия движется в следующая деятельность.

Материалы:

  • Надутый мяч
  • Стулья
  • Группа друзей

Процедура:

  1. Один человек представляет первоначальный источник тепла и стоит в одном конце комнаты.
  • Цель каждый раз - бросить надутый шар (тепловая энергия) другу, стоящему напротив конец комнаты.
  • Испытание № 1 : Между источник тепла и человек, получающий тепловую энергию.
    • Слишком сложно получить надутый мяч (тепло энергия) человеку, получающему тепловую энергию?
  • Испытание № 2 : попросите других людей выстроиться в очередь между источник тепла и человек, получающий тепловую энергию.
    • Каждый человек в очереди передает мяч другому позади него / нее.
  • Испытание № 3 : Перемещение других объектов (стульев или столов). между источником тепла и человеком, получающим тепловую энергию.
  • Проблемы безопасности: Обязательно соблюдайте все правила безопасности для глаз, установленные вашим учителем во всех лабораториях общего профиля. опыты. Как и во всех видах деятельности научных лабораторий, самое важное - безопасность правило - следовать всем указаниям учителя.

    Анализ:

    1. Какой способ перемещения тепловой энергии был самым простым?
    • Какую форму теплопередачи он представлял?
  • Какой способ перемещения тепловой энергии был самым сложным?
    • Какую форму теплопередачи он представлял?
  • Выделите поле ниже, чтобы проверить свои ответы.

    1. Опыт №1 - радиация.

    2. Процесс №2 - проводился.

    Тепловая энергия - Science Learning Hub

    Большинство из нас используют слово «тепло» для обозначения чего-то, что кажется теплым, но наука определяет тепло как поток энергии от теплого объекта к более холодному.

    На самом деле тепловая энергия есть повсюду вокруг нас - в вулканах, в айсбергах и в вашем теле. Вся материя содержит тепловую энергию.

    Тепловая энергия является результатом движения крошечных частиц, называемых атомами, молекулами или ионами, в твердых телах, жидкостях и газах.Тепловая энергия может передаваться от одного объекта к другому. Передача или поток из-за разницы температур между двумя объектами называется теплом.

    Например, кубик льда имеет тепловую энергию, как и стакан лимонада. Если вы добавите лед в лимонад, лимонад (более теплый) передаст часть своей тепловой энергии льду. Другими словами, он нагреет лед. В конце концов лед растает, и лимонад и вода изо льда будут одинаковой температуры.Это называется достижением состояния теплового равновесия.

    Движущиеся частицы

    Материя окружает вас повсюду. Это все во Вселенной - все, что имеет массу и объем и занимает пространство, является материей. Материя существует в разных физических формах - твердых телах, жидкостях и газах.

    Вся материя состоит из крошечных частиц, называемых атомами, молекулами и ионами. Эти крошечные частицы всегда находятся в движении - либо сталкиваются друг с другом, либо колеблются взад и вперед. Именно движение частиц создает форму энергии, называемую тепловой (или тепловой) энергией, которая присутствует во всем веществе.

    Частицы в твердых телах плотно упакованы и могут только вибрировать. Частицы в жидкостях также колеблются, но могут перемещаться, перекатываясь друг по другу и скользя. В газах частицы свободно перемещаются быстрыми случайными движениями.

    Передача тепловой энергии - частицы при столкновении

    При более высоких температурах частицы обладают большей энергией. Часть этой энергии может передаваться другим частицам, имеющим более низкую температуру. Например, в газовом состоянии, когда быстро движущаяся частица сталкивается с более медленной частицей, она передает часть своей энергии более медленной частице, увеличивая скорость этой частицы.

    Когда миллиарды движущихся частиц сталкиваются друг с другом, область с высокой энергией будет медленно передаваться по материалу, пока не будет достигнуто тепловое равновесие (температура одинакова по всему материалу).

    Изменение состояний за счет теплопередачи

    Быстрее движущиеся частицы «возбуждают» близлежащие частицы. При достаточном нагревании движение частиц в твердом теле увеличивается и преодолевает связи, удерживающие частицы вместе. Вещество меняет свое состояние с твердого на жидкое (тает).Если движение частиц в жидкости еще больше увеличивается, то достигается стадия, на которой вещество превращается в газ (испарение).

    Три способа передачи тепловой энергии

    Вся тепловая энергия, включая тепло, генерируемое огнем, передается разными способами:

    Конвекция передает тепловую энергию через газы и жидкости. Когда воздух нагревается, частицы получают тепловую энергию, позволяя им перемещаться все быстрее и дальше друг от друга, неся тепловую энергию с собой.Теплый воздух менее плотный, чем холодный, и поднимается вверх. Более холодный воздух движется снизу, чтобы заменить поднявшийся воздух. Он нагревается, поднимается и снова заменяется более холодным воздухом, создавая круговой поток, называемый конвекционным током. Эти токи кружатся и нагревают комнату.

    Conduction передает тепловую энергию в твердых телах. Движущиеся частицы теплого твердого материала могут увеличивать тепловую энергию частиц в более холодном твердом материале, передавая ее непосредственно от одной частицы к другой.Поскольку частицы расположены ближе друг к другу, твердые тела проводят тепло лучше, чем жидкости или газы.

    Излучение - это метод передачи тепла, который не требует, чтобы частицы переносили тепловую энергию. Вместо этого тепло передается в инфракрасных волнах (часть электромагнитного спектра). Тепловые волны исходят от горячих объектов во всех направлениях со скоростью света, пока не ударяются о другой объект. Когда это происходит, тепловая энергия, переносимая волнами, может либо поглощаться, либо отражаться.

    Огонь иллюстрирует три различных метода теплопередачи. Например, топка будет нагреваться за счет конвекции. Воздух над огнем будет теплым из-за конвекции. Вы можете согреть руки рядом с огнем благодаря лучистой теплопередаче.

    Эффект теплового расширения

    Когда газы, жидкости и твердые тела нагреваются, они расширяются. По мере остывания они сокращаются или уменьшаются. Расширение газов и жидкостей происходит потому, что частицы движутся очень быстро при нагревании и могут расходиться дальше друг от друга, поэтому они занимают больше места.Если газ или жидкость нагреваются в закрытом контейнере, частицы сталкиваются с стенками контейнера, и это вызывает давление. Чем больше количество столкновений, тем больше давление.

    Иногда, когда горит дом, окна вылетают наружу. Это связано с тем, что воздух в доме нагрет и возбужденные молекулы с большой скоростью перемещаются по комнате. Они упираются в стены, потолок, пол и окна. Поскольку окна являются самой слабой частью конструкции дома, они ломаются и лопаются, выпуская повышенное давление.

    Как передается тепло? Электропроводность - Конвекция - Излучение

    Что такое тепло?

    Вся материя состоит из молекул и атомов. Эти атомы всегда находятся в разных типах движения (поступательное, вращательное, колебательное). Движение атомов и молекул создает тепло или тепловую энергию. Вся материя обладает этой тепловой энергией. Чем больше движения имеют атомы или молекулы, тем больше у них тепла или тепловой энергии.

    Это анимация, сделанная из короткого молекулярного динамического моделирование воды.Зеленые линии представляют собой водородные связи между кислородом и водород. Обратите внимание на плотную структуру воды

    Водородные связи намного слабее ковалентных связей. Однако при большом количестве водорода облигации действуют в унисон, они оказывают сильное влияние. В этом случае в воде, показанной здесь.

    Жидкая вода имеет частично заказанный структура, в которой постоянно образуются и разрушаются водородные связи. Из-за короткой шкалы времени (порядка нескольких пикосекунд) мало связей

    Что такое температура?

    Из видео выше, на котором показано движение атомов и молекул, видно, что некоторые движутся быстрее, чем другие.Температура - это среднее значение энергии для всех атомов и молекул в данной системе. Температура не зависит от количества вещества в системе. Это просто среднее значение энергии в системе.

    Как передается тепло?

    Тепло может перемещаться из одного места в другое тремя способами: проводимостью, конвекцией и излучением. И для теплопроводности, и для конвекции требуется вещество для передачи тепла.

    Если существует разница температур между двумя системами, тепло всегда найдет способ перейти от более высокой системы к более низкой.

    ПРОВОДИМОСТЬ - -

    Проводимость - это передача тепла между веществами, находящимися в прямом контакте друг с другом. Чем лучше проводник, тем быстрее будет передаваться тепло. Металл хорошо проводит тепло. Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и больше вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии.Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

    КОНВЕКЦИЯ -

    Тепловая энергия передается из жарких мест в холодные посредством конвекции. Конвекция возникает, когда более теплые области жидкости или газа поднимаются к более холодным областям жидкости или газа. Более холодная жидкость или газ тогда заменяют более теплые области, которые поднялись выше. Это приводит к непрерывной схеме циркуляции.Кипящая вода в кастрюле - хороший пример этих конвекционных потоков. Еще один хороший пример конвекции - это атмосфера. Поверхность земли нагревается солнцем, теплый воздух поднимается вверх, а прохладный входит внутрь.

    ИЗЛУЧЕНИЕ- -

    Излучение - это метод передачи тепла, который не зависит от какого-либо контакта между источником тепла и нагретым объектом, как в случае с теплопроводностью и конвекцией. Тепло может передаваться через пустое пространство с помощью теплового излучения, которое часто называют инфракрасным излучением.Это разновидность электромагнитного излучения. В процессе излучения не происходит обмена масс и среды. Примеры излучения - это тепло от солнца или тепло, выделяемое нитью лампочки.

    ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ И ЧИТАТЕЛЕЙ -

    Тепло и температура от Cool Cosmo - NASA

    Вот хороший апплет для демонстрации движения молекул - вы можете контролировать температуру и видеть в этом апплете, как меняются движения молекул.

    Важные температуры в кулинарии и кулинарных навыках

    методов теплопередачи | Физика

    Цель обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Обсудите различные методы передачи тепла.

    Не менее интересны, чем эффекты теплопередачи в системе, методы, с помощью которых это происходит. Всякий раз, когда есть разница температур, происходит передача тепла.Теплоотдача может происходить быстро, например, через кастрюлю, или медленно, например, через стенки ящика для льда для пикника. Мы можем контролировать скорость теплопередачи, выбирая материалы (например, толстую шерстяную одежду на зиму), контролируя движение воздуха (например, используя уплотнители вокруг дверей) или выбирая цвет (например, белая крыша для отражения лета). Солнечный свет). Так много процессов связаны с теплопередачей, поэтому трудно представить себе ситуацию, когда теплопередача не происходит. Однако каждый процесс, связанный с передачей тепла, осуществляется всего тремя способами:

    1. Проводимость - это передача тепла через неподвижное вещество при физическом контакте.(Материя неподвижна в макроскопическом масштабе - мы знаем, что существует тепловое движение атомов и молекул при любой температуре выше абсолютного нуля.) Тепло, передаваемое между электрической горелкой плиты и дном сковороды, передается за счет теплопроводности.
    2. Конвекция - это передача тепла за счет макроскопического движения жидкости. Этот тип переноса имеет место, например, в топке с принудительной подачей воздуха и в погодных системах.
    3. Передача тепла посредством излучения происходит, когда излучаются или поглощаются микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет или другая форма электромагнитного излучения.Яркий пример - потепление Земли Солнцем. Менее очевидный пример - тепловое излучение человеческого тела.

    Рис. 1. В камине передача тепла происходит всеми тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Излучение отвечает за большую часть тепла, передаваемого в комнату. Передача тепла также происходит через теплопроводность в комнату, но гораздо медленнее. Теплообмен за счет конвекции также происходит через холодный воздух, поступающий в комнату вокруг окон, и горячий воздух, покидающий комнату, поднимаясь вверх по дымоходу.

    Мы рассмотрим эти методы более подробно в трех следующих модулях. Каждый метод имеет уникальные и интересные характеристики, но все три имеют одну общую черту: они передают тепло исключительно из-за разницы температур. Рис. 1.

    Проверьте свое понимание

    Назовите пример из повседневной жизни (отличный от текста) для каждого механизма теплопередачи.

    Решение
    • Электропроводность: тепло передается вашим рукам, когда вы держите чашку горячего кофе.
    • Конвекция: теплопередача, когда бариста «пропаривает» холодное молоко, чтобы сделать горячее какао .
    • Излучение: разогрев холодной чашки кофе в микроволновой печи.

    Сводка раздела

    • Тепло передается тремя различными способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

    Концептуальные вопросы

    1. Каковы основные способы передачи тепла от горячего ядра Земли к ее поверхности? С поверхности Земли в космос?
    2. Когда наши тела становятся слишком теплыми, они реагируют потоотделением и усилением кровообращения на поверхности, чтобы передать тепловую энергию от ядра.Как это повлияет на человека, находящегося в горячей ванне с температурой 40 ° C?
    3. На рис. 2 показан разрез термоса (также известного как сосуд Дьюара), который представляет собой устройство, специально разработанное для замедления всех форм теплопередачи. Объясните функции различных частей, таких как вакуум, серебрение стен, тонкостенная длинная стеклянная горловина, резиновая опора, воздушный слой и стопор.

      Рис. 2. Конструкция термоса предназначена для подавления всех способов теплопередачи.

    4. Конструкция термоса предназначена для подавления всех способов теплопередачи.
    5. На рисунке показан вид термоса в разрезе с обозначенными различными частями.

    Глоссарий

    теплопроводность: передача тепла через неподвижное вещество при физическом контакте

    конвекция: передача тепла за счет макроскопического движения жидкости

    излучение: теплопередача, возникающая при испускании или поглощении микроволн, инфракрасного излучения, видимого света или другого электромагнитного излучения

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *