Розуміння теплообміну Зелені Світові студентські заключні проекти
У мене був справді чудовий учитель природничих наук у класі 9 класу “Інтегрована наука”. Її звуть Кеті, і те, що найбільше мене зачепило у її класі (крім пісні про фотосинтез), - це наш прилад, що займається теплом.
Передача тепла вражаюче проста; є кілька рівнянь і констант, які регулюють обмін усією тепловою енергією. Неймовірно корисно добре розуміти передачу тепла у своєму повсякденному житті. Ось декілька ключових термінів:
Скажімо, ви хочете знати, скільки енергії потрібно для того, щоб ваша морозильна камера зробила кубик льоду. Q, кількість енергії - наше невідоме. Припустимо, маса нашої води становить 100 мл, а її поточна температура становить 23 ° C (ми хочемо знизити її до 0). Оскільки питома теплоємність води становить 1 калорію на грам, це робить математику дуже простою. Q = (100гр) X (1кал/гр) (23 °) = 230кал.
Я помітив, що багатьом людям важко зрозуміти той факт, що рідка вода ніколи не може (за звичайних атмосферних умов) нагріватися, ніж її температура кипіння 100 ° C. Припустимо, у вас на плиті кипить казан з водою при 100 ° C. Якщо нагрівати до кінця, вода не стане гарячішою, вона швидше випарується.
Приклад із реального життя: Деякі мої друзі живуть у квартирі зі старомодними радіаторами для опалення. Вони були стурбовані тим, що папір або інші легкозаймисті предмети, розміщені поблизу радіатора, можуть згоріти через його тепло - це здається розумним заходом пожежної безпеки. Але оскільки в радіаторах для розподілу тепла використовується нагріта вода та/або пара, він ніколи не може нагрітися настільки, щоб спричинити пожежу. Не соромтеся зберігати свої книги на радіаторі, але не намагайтеся це робити з будь-яким іншим видом опалювального пристрою! З іншого боку, радіатори не використовують випромінювання для передачі тепла. Натомість тепло передається від гарячої води до металевих труб за допомогою провідності, яка в свою чергу нагріває повітря за допомогою конвекції.