Теплопередача: конвекція, провідність і випромінювання

Філіп і Кім гралися надворі в снігу але через деякий час вони почали мерзнути. Вони вирішили повернутися всередину, щоб зігрітися. Станьмо близько до радіатора! Це хороший спосіб швидко зігрітися - радіатор набагато тепліший за Кім і Філіпа. Через цю різницю температур, тепло від радіатора буде переміщатися до їхніх тіл, які є холоднішими. Ми називаємо це ТЕПЛОПЕРЕДАЧОМ. Але як тепло передається між речами? Радіатор має металевий корпус, який заповнений гарячою водою або парою. Коли ви торкаєтесь зовнішньої сторони радіатора, відчувається гаряче. Тепло передається від води до металу, а потім у вашу руку шляхом прямого контакту. Це називається ТЕРМОПРОВІДНІСТЬ. Такі матеріали, як метал, дуже добре передають тепло. Їх називають ПРОВІДНИКАМИ. Але я нічого не відчуваю... Це тому, що ти все ще носиш товсті вовняні рукавички, Філіпе. Шерсть погано передає тепло - має низьку провідність. Такі матеріали називаються ІЗОЛЯТОРАМИ. Повітря є ще одним прикладом ізолятора, тому він також погано проводить тепло. Тож як це можливо, що ви відчуваєте тепло навіть якщо ви не торкаєтеся радіатора? Ви могли помітити що коли речі стають дуже гарячими, вони починають світитися - як вогонь або дроти всередині тостера. Це світіння є видимою частиною електромагнітних хвиль. Насправді все навколо нас випромінює і поглинає такі хвилі але зазвичай ми не бачимо їх, якщо ми не використовуємо, наприклад, інфрачервону камеру. Тепло переноситься цими електромагнітними хвилями. Це називається ТЕРМИЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Радіація, як світло, не потребує жодної речовини - чи середовища - подорожувати. Він може подорожувати навіть у вакуумі! Так тепло від Сонця досягає Землі, або як тепло від радіатора зігріває ваші руки навіть якщо ти його не торкаєшся. Але якщо тримати руки над радіатором це буде спекотніше, ніж якщо ви тримаєте їх збоку. Це відбувається через те, як повітря рухається навколо радіатора. Повітря поблизу радіатора нагрівається за рахунок провідності та випромінювання. Гаряче повітря менш щільне і легше, ніж холодне повітря, тому він пливе вгору - над радіатором і до стелі. Там воно повільно остигає і стає важчим, а потім холодне повітря опускається на дно кімнати. Він нагрівається від радіатора і знову спливає. Тепло поширюється по кімнаті, тому що повітря рухається. Такий спосіб передачі тепла називається ТЕПЛОВА КОНВЕКЦІЯ. Тепло передається в газах шляхом конвекції, як повітря чи пара, чи рідини, наприклад у воді. Існує три способи передачі тепла: - провідність - коли тепло передається через безпосередній контакт між предметами або речовинами, - випромінювання - коли тепло проходить через простір між різними об'єктами, - і конвекція - коли тепло протікає всередині рідин і газів. Знання того, як передається тепло, допомагає нам швидко зігріти руки. Чи можете ви придумати якісь інші приклади як ми можемо використовувати знання про теплообмін у повсякденному житті?