Šilumos energija perduodama iš vienos vietos į kitą. Visos medžiagos perduoda šilumą, nes atomai ir molekulės iš prigimties turi dinaminę ir šiluminę energiją. Šilumos perdavimas yra šilumos srautas, atsirandantis dėl temperatūros skirtumo tarp sistemos ir jos aplinkos. Temperatūra ir šilumos judėjimas yra pagrindiniai šilumos perdavimo principai. Priklausomai nuo terpės, naudojamos šilumai perduoti, tipo, yra trys skirtingi šilumos perdavimo būdai: laidumas, konvekcija ir spinduliavimas. Laidumas yra tiesioginis šilumos energijos perdavimas, o konvekcija yra šilumos judėjimas, kurį sukelia tikrasis medžiagos judėjimas, o spinduliavimas yra energijos perdavimas naudojant elektromagnetines bangas.
Kas yra laidumas?
Kietuose objektuose yra šilumos perdavimo forma, vadinama laidumu. Tai galima paaiškinti kaip procesą, kurio metu šiluma tiesiogiai perduodama iš vienos molekulės į kitą; molekulės savaime nejuda, tiesiog vibruoja daugiau ar mažiau greitai viena prieš kitą. Laidumas yra ilgesnis procesas nei konvekcija ar spinduliavimas, nes jam reikia, kad molekulės liestųsi viena su kita. Energijos tankūs atomai ir molekulės dažniau susiduria su kitomis dalelėmis ir turi didesnę dinaminę energiją. Jie karšti. Karštų ir vėsių medžiagų susidūrimo metu perduodamas nedidelis energijos kiekis, o tada laidumas išstumiamas.
Pavyzdžiai
- Keptuvės kaitinimas ant degiklio.
- Kai lyginate drabužius, pluoštas gauna šilumą iš lygintuvo.
- Vanduo šildomas įkišant karštą geležies pavarą.
- Susisiekimas su garuojančiu kavos puodeliu.
- Jūsų delną vėsina ledas.
Kas yra Konvekcija?
Konvekcija yra šilumos perdavimas iš vienos vietos į kitą, kurį galima padaryti dėl skysčių ar skysčių srauto, ir tai vyksta tiek skysčiuose, tiek dujose. Kaitinamas skystis plečiasi ir praranda tankį. Kai jis juda aukštyn, šildomas skystis stumiasi žemyn link šilumos šaltinio, atskirdamas šaltą skystį, kuris buvo virš jo. Skystis nuolat judės iš didelio karščio regiono į žemą karštį, kai šaltas skystis sušyla ir kyla aukštyn.
Pavyzdžiai
- Degiklio naudojimas vandeniui šildyti.
- Sausumos ir jūros vėjas
- Priešingai nei orkaitėje, kurioje naudojami tik šildymo komponentai arba dujų liepsna, konvekcinėje orkaitėje įkaitintas oras cirkuliuoja tolygiau.
- Šiltas oras pakyla, vėsta ir nusileidžia.
- Ledo tirpimas.
Kas yra Radiacija?
Tiek konvekcijai, tiek laidumui reikalinga transporto priemonė šilumai perduoti. Palyginimui, spinduliuotė yra šilumos perdavimo forma, kai tarp dviejų dalykų nėra fizinio kontakto. Spinduliuotė yra šilumos perdavimo proceso pavadinimas, kai transportavimo terpė nėra būtina. Kadangi šiluma nepraeina pro molekules, tai reiškia šilumos judėjimą bangomis. Šiluma gali būti perduodama tarp objektų jiems nesiliečiant. Šis šilumos judėjimo būdas apima elektromagnetinę spinduliuotę.
Pavyzdžiai
- Šiluma išspinduliuojama į židinių zoną.
- Jūsų odą šildo saulės spinduliai.
- komfortą, kurį patiriate prie laužo ar viryklės.
- Šviesa, kurią skleidžia kaitrinė lemputė.
- Šiluminę energiją maiste padidina mikrobangų spinduliuotė, kurią gamina mikrobangų krosnelė.
Skirtumas tarp laidumo, konvekcijos ir radiacijos
Palyginimo pagrindas | Laidumas | Konvekcija | Radiacija |
|---|---|---|---|
| Apibrėžimas | Laidumas – tai procedūra, kai šiluma perduodama tarp objektų fizinio kontakto metu. | Konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai skystyje vyksta energijos transformacija. | Spinduliuotė reiškia procesą, kurio metu šiluma perduodama tarp daiktų be tiesioginio fizinio prisilietimo. |
| Šilumos perdavimas | Aukštos temperatūros kūnas ar daiktas perduos šilumą žemos temperatūros kūnui ar daiktui. | Mažo tankio regionas perduoda šilumą į didelio tankio vietą. | Atomai ir junginiai perduoda energiją savo sukimosi ir vibracijos judesiais. |
| Šilumos perdavimo greitis | Lėtas, palyginti su konvekcija ir spinduliuote. | Greitesnis už laidumą, bet lėtesnis už spinduliavimą. | Greičiausias, palyginti su laidumu ir konvekcija. |
| Temperatūros efektas | Tęskite tol, kol abiejų elementų temperatūra bus vienoda. | Šis šilumos perdavimas tęsiasi tol, kol yra temperatūros skirtumas. | Kol yra energijos, kurią reikia skleisti, perdavimas tęsiasi. |
| Atsiranda per | Šildykite kietas medžiagas. | Skysčiai arba skysčiai arba dujos. | Elektromagnetinė banga |
| Priežastis | Dėl temperatūros pokyčių. | Dėl tankio skirtumų. | Visi dalykai sukelia šį reiškinį, kai temperatūra viršija 0 K. |
| Atspindžio ir lūžio dėsnis. | Neseka. | Neseka. | Iš to seka. |
| Įtakojantys veiksniai | Temperatūra ir kinetinė energija. | Skysčių tankis. | Temperatūra. |
| Pavyzdys | Keptuvės kaitinimas ant degiklio. | Ledo tirpimas. | Šviesa, kurią skleidžia kaitrinė lemputė. |