теплопровідність або просто провідність - це процес теплопередачі, який відбувається всередині твердих речовин через різницявтемператури. У керуванні автомобілем Термальна енергія передається між атоми і молекули на одному твердий без переносу речовини, до умови теплова рівновага.
Це явище зустрічається у всіх речовинах, незалежно від їх фізичний стан, попри більшечастівтверді речовини. Це відбувається тому, що в твердому стані фіксоване положення атомів, розташованих у кристалічній решітці, сприяє обміну енергією між атомами через частоту, з якою між ними відбуваються зіткнення частинки.
Дивисьтакож:Все, що вам потрібно знати про термологію
Як відбувається теплопровідність?
Процес водіннятепловий характеризується взаємодією між атомами багато різнихтемператури. Коли ми нагріваємо тіло, його атоми починають коливатися з більшою амплітудою. Ті більш схвильовані атоми передати частину вашого кінетична енергія до сусідніх атомів зіткненнями і вібраціями, таким чином вони уповільнюються, тоді як не меншесхвильованийвигратишвидкість. За допомогою цього механізму тепло поступово передається від областей з більш високою температурою до областей з нижчою температурою, поки вся система не буде однаковою.
НАС гази, наприклад, тепловіддача провідністю відбувається виключно через зіткнення між атомами. НАС неметалеві тверді речовини, теплопровідність відбувається через вібрації вздовж кристалічної решітки матеріалу. НАС тверді металеві речовини - найкращі теплопровідники - провідність відбувається як за рахунок розповсюдження коливань у кристалічній решітці, так і за допомогою хаотичного руху вільних електронів.
Ізолятори та теплопровідники
Різні стани речовини передають тепло за допомогою різних механізмів. Матеріали наз провідники, наприклад, це ті, які здатні передавати тепло з великими легкість - це випадок з більшістю металів. Матеріали ізолятори, в свою чергу, це ті, які заважають проходженню тепла, такі як полістирол, a гума, дерево тощо
Відмінності між провідністю, конвекцією та випромінюванням
Водіння, конвекція і радіація є трьома різними формами розмноження тепло. Спільним моментом цих трьох процесів є те, що має існувати різницявтемператури між різними тілами або в різних точках одного тіла.
THE водіння, як сказано, це відбувається через прямий контакт між молекулами, які при зіткненні переносяться кінетична енергія до сусідніх молекул. У цьому виді теплообміну немає ніякого транспорту речовини. Конвекція, в свою чергу, відбувається виключно в рідинах і, як і в водіння, відбувається лише у матеріальних засобах. Різниця між провідністю та конвекцією полягає в тому, що в конвекції існують транспортвмакарони конвективними струмами. THE радіація та передачавтепло за електромагнітні хвиліОтже, цей процес теплопередачі може відбуватися у вакуумі.
Тепловий потік або закон Фур'є
Викликається кількість тепла, яке щосекунди передається між двома точками всередині тіл потіквтепло. Ця концепція стосується того, як швидко тепло передається всередині тіла. Деякі матеріали мають велику здатність теплопередача, отже, ми говоримо, що вони є хорошими провідниками тепла, оскільки вони здатні його швидше розсіювати.
О потіквтепло, яка визначається як функція від константи k, вимірюється у ватах (Вт), відповідно до Міжнародна система одиниць, але його також можна виміряти в калорійзадруге. Цей потік енергії є пропорційний à різницявтемператури між двома точками тіла і відповідає кількості енергії, яка тече у формі тепла на кожен квадратний метр поверхні протягом періоду часу в одну секунду.
THE формула використовується для розрахунку теплопровідності, також відомий як формула теплового потоку або ЗаконвФур'є полягає в наступному:
Φ - тепловий потік (кал / с або Вт)
Питання - тепло (вапно або Дж)
т - інтервал часу (с)
A - площа (м² або см2)
Т2 і Т1 - температура точок 1 і 2 (K або ºC)
k - коефіцієнт теплопровідності (Дж / с. М. К або кал. / С. См. ° С)
О коефіцієнт теплопровідності (k) визначає, чи є тіло хорошим провідником тепла. Цей коефіцієнт стосується великої кількості властивостей речовини, таких як температура,державафізик,чистота,щільність тощо Також формула показує, що кількість тепла Питання тече через область THE, протягом певного періоду часу т, пропорційна різниці температур (Т2 - Т.1) між двома гранями цієї області, а також оберненопропорційний до товщини і, що розділяє їх. Зверніть увагу на наступну діаграму, яка показує теплопровідність у твердому середовищі, відповідно до представлених змінних:
Вправи на теплопровідність
Питання 1) Протягом сонячного дня велика кількість тепла - близько 180 кал - проходить через вікна транспортного засобу, який стояв на вулиці протягом 15 хвилин. Визначте тепловий потік через вікна цього автомобіля в даній ситуації.
а) 10000 кал / с
б) 2000 кал / с
в) 50 кал / с
г) 300 кал / с
д) 500 кал / с
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
Щоб вирішити вправу, просто обчисліть кількість тепла, яке проходить через вікна транспортного засобу щосекунди. Дивитися:
Згідно з розрахунком, близько 2000 калорій проходить через вікна автомобіля щосекунди, тому правильною альтернативою є буква В.
Питання 2) Перевірте альтернативу, де лише проводиться теплопровід:
а) Гаряча вода змішується з холодною водою.
б) Папір, що спалюється під сонячним світлом, концентрується за допомогою лупи.
в) Праска, що спалює сорочку.
г) Водяна пара, яка готує овоч.
Шаблон: Літера С
Дозвіл:
Серед перерахованих процесів першим є конвекційний теплообмін; тоді маємо випромінювання, на букву В; водіння, на букву С; нарешті, за останньою альтернативою, знову конвекція. Тому правильною альтернативою є буква С.
М.е Рафаелем Хелерброком
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm
