по теме «Виды теплопередачи».
І-вариант.
№ 1. На каком из способов теплопередачи основано нагревание твердых тел?
№ 2. Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
№ 3. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наибольшую теплопроводность?
А. Мех. Б. Дерево. В. Сталь.
№ 4. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наименьшую теплопроводность?
А. Опилки. Б. Свинец. В. Медь.
№ 5. В какой кастрюле находящаяся в ней жидкость охладится быстрее?
А. 1.
Б. 2.
В. Жидкость охладится быстрее, если положить
лед сбоку.
№ 6. Назовите возможный способ теплопередачи между телами, разделенными безвоздушным
пространством.
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
8 класс. Самостоятельная работа
по теме «Виды теплопередачи».
ІІ-вариант.
№ 1. Каким из способов происходит теплопередача в жидкостях?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
№ 2. Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?
А. Конвекция и теплопроводность. Б. Излучение и конвекция. В. Теплопроводность и излучение.
№ 3. Какое из перечисленных ниже веществ обладает наименьшей теплопроводностью?
А. Воздух. Б. Чугун. В. Алюминий.
№ 4. Какое из перечисленных ниже веществ обладает хорошей теплопроводностью?
А. Солома. Б. Вата. В. Железо.
№ 5. В каком чайнике кипяток остынет быстрее?
А. 1.
Б. 2.
№ 6. В каких случаях теплопередача может происходить путем конвекции?
А. В песке. Б. В воздухе. В. В камне.
№ 7. Металлическая ручка будет казаться на ощупь холоднее деревянной двери при температуре …
№ 7. Металлическая ручка и деревянная дверь будут казаться на ощупь одинаково нагретыми при
температуре …
А. выше температуры тела. Б. ниже температуры тела. В. равной температуре тела.
№ 8. В каком направлении в атмосфере перемещается воздух в жаркий летний день (см. рис.)?
А. ABCD .
Б. ADCB .
№ 9. Что происходит с температурой тела, если оно поглощает столько же энергии, сколько излучает?
№ 10. Какой из стаканов при наливании кипятка с большей вероятностью останется цел?
А. 1.
Б. 2.
№ 8. Верхнюю часть пробирки со льдом поместили в пламя. Расплавится ли лед в нижней части
пробирки?
А. Расплавится.
Б. Не расплавится.
№ 9. Что происходит с температурой тела, если оно больше поглощает энергии, чем излучает?
А. Тело нагревается. Б. Тело охлаждается. В. Температура тела не меняется.
№ 10. При сравнении теплопроводности металлов для опыта были выбраны медный и стальной
стержни, к которым прикреплены пластилином кнопки. Какой стержень обладает большей
теплопроводностью?
А. Стальной.
Б. Медный.
8 класс. Самостоятельная работа
по теме «Виды теплопередачи».
ОТВЕТЫ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
І-вариант
ІІ-вариант
Любые 7 заданий – «3»
Любые 8 заданий – «4»
Любые 9 заданий – «5»
Теплопроводность – это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия от более нагретого тела к менее нагретому или от более нагретой части тела к менее нагретой происходит за счет взаимодействия молекул.
При теплопроводности не происходит переноса вещества.
Плохой теплопроводностью обладают газы, например воздух, т. к. расстояние между молекулами в газах значительно больше, чем в жидкостях и твердых телах.
В вакууме теплопроводность не происходит, т. к. в вакууме отсутствуют частицы вещества.
Хорошей теплопроводностью обладают все металлы.
Конвекция – это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия от более нагретого слоя жидкости или газа к менее нагретому слою передаётся за счет перемещения самих слоев жидкости или газа.
Причём более нагретые слои (а значит более лёгкие) перемещаются благодаря силе Архимеда вверх, а менее нагретые вниз. Вот почему жидкости и газы надо нагревать снизу. При конвекции происходит перенос вещества.
Излучение – это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия от более нагретого тела к менее нагретому передается за счет видимых и невидимых лучей (с помощью электромагнитных волн).
Излучение может происходить и в вакууме.
Чем больше температура тела, тем сильнее оно излучает энергию.
Чем больше площадь тела, тем больше оно излучает.
Темные поверхности лучше излучают и лучше поглощают энергию, чем светлые.
Билет № 43. Количество теплоты.
Количество теплоты.
Теплопередача (теплообмен) – это процесс передачи внутренней энергии от более нагретого тела к менее нагретому без совершения работы.
Количество теплоты - это та часть внутренней энергии, которую тело получает или отдает при теплопередаче.
Q = ∆U - количество теплоты. [Q] СИ = Дж
Нагревание тел.
Нагревание – это тепловой процесс, при котором температура тела возрастает, следовательно, внутренняя энергия тела увеличивается, т. е. тело получает некоторое количество теплоты.
t 1 – начальная температура тела. t 2 – конечная температура тела.
Q н. = cm(t 2 – t 1) = cm∆t – количество теплоты, полученное телом при нагревании.
m – масса тела ∆t = t 2 – t 1 - изменение температуры. с – удельная теплоёмкость вещества, из которого состоит тело.
с = Q н /m∆t [c] = Дж/кг∙ 0 С
с – удельная теплоёмкость вещества - это физическая величина, показывающая какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг данного вещества на 1 0 С.
с воды. = 4200 Дж/кг∙ 0 С – это значит, что для нагревания 1кг воды на 1 0 С потребуется 4200 Дж теплоты, т. е. внутренняя энергия 1 кг воды при нагревании на 1 0 С увеличится на 4200 Дж.
Удельная теплоёмкость различна у разных веществ. Она также зависит от агрегатного состояния данного вещества.
Чем больше удельная теплоёмкость вещества, тем медленнее нагревается тело. Охлаждении тел.
Охлаждение – это тепловой процесс, при котором температура тела уменьшается, следовательно, внутренняя энергия тела уменьшается, т. е. тело отдаёт некоторое количество теплоты.
T, мин
Q охл. = cm(t 1 – t 2) - количество теплоты, выделяющееся при охлаждении тела.
Удельная теплоёмкость вещества при нагревании и охлаждении одна и та же.
, курсовая механика.docx , 71310_zadanie_Техническая механика (Детали машин) ТМ ДКР 16 год , Теоретическая механика.docx , 020804 Курс лекций Механика Физика 2009.pdf , прекладная механика.docx , Прикладная механика (теор_ мех_) (2523).pdf .
11. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?
только конвекция;
только теплопроводность;
только излучение
12. Что называется тепловым движением?
упорядоченное движение большого числа молекул ;
непрерывное беспорядочное движение большого числа молекул;
прямолинейное движение отдельной молекулы.
17. Какое из приведенных ниже вариантов является определением внутренней энергии?
энергия, которой обладает тело вследствие своего движения;
энергия, которая определяется положением взаимодействующего тел или частей одного и того же тела;
энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
13. От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?
от высоты над землёй и скорости;
от температуры и массы тела.
14. В каком состоянии вещества конвекция протекает быстрее (при одинаковых условиях)?
в жидком;
в твердом;
в газообразном.
15. Какое движение молекул и атомов в твердом состоянии называется тепловым?
беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями;
беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с одинаковыми скоростями при одинаковой температуре;
упорядоченное движение частиц со скоростью, пропорциональной температуре;
колебательное движение частиц в различных направлениях около определенных положений равновесия.
16. В каком, из перечисленных случаев энергия телу передается в основном теплопроводностью?
человеку, греющемуся у костра;
от горячего утюга к разглаживаемому белью;
человеку, согревающемуся бегом.
17. Основу структуры биологических мембран составляют:
слой белков;
углеводы;
двойной слой фосфолипидов;
аминокислоты;
двойная спираль ДНК.
18. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточно:
наличие избирательной проницаемости мембраны;
различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны ;
наличие избирательной проницаемости и различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;
появление автоволновых процессов;
повышенная проницаемость для ионов.
19. Активный транспорт ионов осуществляется за счет. . .
энергии гидролиза макроэргических связей АТФ;
процессов диффузии ионов через мембраны;
переноса ионов через мембрану с участием молекул – переносчиков;
латеральной диффузии молекул в мембране;
электродиффузии ионов.
20. Уравнение Нернста для потенциала покоя показывает , что. . .
потенциал покоя возникает в результате активного транспорта;
перенос ионов определяется неравномерностью их распределения (градиентом концентрации) и воздействием электрического поля (градиентом электрического потенциал);
главная роль в возникновении потенциала покоя принадлежит ионам калия;
мембраны обладают избирательной проницаемостью;
коэффициент проницаемости веществ через мембрану определяется их подвижностью.
21. При условии, что мембрана проницаема только для ионов калия, уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца трансформируется в уравнение. . .
Нернста для ионов калия;
Нернста для ионов натрия;
Фика для диффузии ионов калия.
.Какое трансмембранное перераспределение ионов К⁺ и Na⁺ характерно для начального момента развития потенциала действия?
активное проникновение ионов К⁺ внутрь клетки;
активное проникновение ионов Na⁺ внутрь клетки;
активный выброс ионов К⁺ из клетки;
активный выброс ионов Na⁺ из клетки.
.Какой знак имеет разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями клеточных мембран в состоянии покоя?
положительный;
отрицательный;
разность потенциалов равна нулю.
Теплопередача - это важный физический процесс. Он предполагает перенос теплоты и является сложным процессом, который состоит из совокупности простых превращений.
Существуют определенные виды теплопередачи: конвекция, теплопроводность, тепловое излучение.
Особенности процесса
Теория теплообмена является наукой об особенностях передачи теплоты. Теплопередача - это перенос энергии в газообразных, жидких, твердых средах.
Теория о теплоте появилась в середине XVIII века. Ее автором стал М. В. Ломоносов, который сформулировал механическую теорию теплоты, воспользовавшись законом сохранения и превращения энергии.
Варианты теплообмена
Теплопередача - это составная часть теплотехники. Разные тела могут обмениваться своей внутренней энергией в форме теплоты. Вариант теплообмена является самопроизвольным процессом передачи теплоты в свободном пространстве, который наблюдается при неравномерном распределении температур.
Разность в значениях температур является обязательным условием проведения теплообмена. Распространение тепла происходит от тел, имеющих более высокую температуру, к телам, обладающим меньшим ее показателем.
Результаты исследований
Теплопередача - это процесс переноса тепла и внутри твердого тела, но при условии, что есть разность температур.
Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что теплопередача ограждающих конструкций является сложным процессом. Для того чтобы упростить изучение сути явлений, связанных с передачей тепла, выделяют элементарные операции: кондукцию, излучение, конвекцию.
Теплопроводность: общая информация
Чаще всего используется какой вид теплопередачи? Переносом вещества внутри тела можно изменить температуру, например, нагревая металлический стержень, увеличить скорость теплового движения атомов, молекул, повысить показатель внутренней энергии, увеличить теплопроводность материала. По мере соударения частиц происходит постепенная передача энергии, в результате чего весь стержень меняет свою температуру.
Если рассматривать газообразные и жидкие вещества, то передача энергии путем теплопроводности в них имеет незначительные показатели.
Конвекция
Такие способы теплопередачи связаны с переносом теплоты при движении в газах или жидкостях из области с одним температурным значением в область с другим ее показателем. Существует подразделение конвекции на два вида: вынужденную и свободную.
Во втором случае происходит перемещение жидкости под воздействием разности в плотностях ее отдельных частей из-за нагревания. К примеру, в помещении от горячей поверхности радиатора холодный воздух поднимается вверх, получая от батареи дополнительное тепло.
В тех случаях, когда для перемещения тепла необходимо применение насоса, вентилятора, мешалки, ведут речь о вынужденной конвекции. Прогревание по всему объему жидкости в этом случае происходит существенно быстрее, нежели при свободной конвекции.
Излучение
Какой вид теплопередачи характеризует изменение температурного показателя в газообразной среде? Речь идет о тепловом излучении.
Именно оно предполагает перенос тепла в виде электромагнитных волн, подразумевающий двойной переход тепловой энергии в излучение, затем обратно.
Особенности передачи тепла
Для того чтобы проводить расчет теплопередачи, необходимо иметь представление о том, что для теплопроводности и конвекции нужна материальная среда, а для излучения в этом нет необходимости. В процессе теплообмена между телами наблюдается уменьшение температуры у того тела, у которого этот показатель имел большую величину.
На такую же точно величину повышается температура холодного тела, что подтверждает полноценный процесс обмена энергией.
Интенсивность теплообмена зависит от разности в температурах между телами, которые обмениваются энергией. Если она практически отсутствует, процесс завершается, устанавливается тепловое равновесие.
Характеристика процесса теплопроводности
Коэффициент теплопередачи связан со степенью нагретости тела. Температурным полем называют сумму показателей температур для разных точек пространства в определенный момент времени. При изменении значения температуры в единицу времени поле является нестационарным, для неизменной величины - стационарным видом.
Изотермическая поверхность
Независимо от температурного поля, всегда можно выявить точки, имеющие одинаковое температурное значение. Геометрическое расположение их образует определенную изотермическую поверхность.
В одной точке пространства не допускается одновременного нахождения двух разных температур, поэтому изотермические поверхности не могут пересекаться между собой. Можно сделать вывод о том, что изменение в теле значения температуры проявляется лишь в тех направлениях, которые пересекают изотермические поверхности.
Максимальный скачок отмечается в направлении нормали к поверхности. Температурный градиент представляет собой отношение наибольшего показателя температур к промежутку между изотермами и является векторной величиной.
Он показывает интенсивность изменения температуры внутри тела, определяет коэффициент теплопередачи. То количество теплоты, которое будет переноситься через любую изотермическую поверхность, называют тепловым потоком.
Под его плотностью подразумевают отношение к единице площади самой изотермической поверхности. Эти величины являются векторами, противоположными по направлению.
Закон Фурье
Он является основным законом теплопроводности. Суть его заключается в пропорциональности плотности теплового потока градиенту температуры.
Коэффициент теплопроводности характеризует способность тел пропускать теплоту, он зависит от физических свойств вещества и его химического состава, влажности, температуры, пористости. Влага при заполнении пор стимулирует повышение теплопроводности. При высокой пористости внутри тела содержится повышенное количество воздуха, что сказывается на уменьшении показателя теплопроводности.
Определенный коэффициент сопротивления теплопередаче есть у всех материалов, найти его можно в справочниках.
Теплопроводность в твердой стенке
В качестве обязательного условия для данного процесса считается разность температур поверхностей стенки. В такой ситуации образуется поток теплоты, который направлен от стенки с большим значением температуры к поверхности стенки с небольшой температурой.
По закону Фурье тепловой поток будет пропорционален площади стенки, а также температурному напору, и обратно пропорционален толщине этой стенки.
Приведенное сопротивление теплопередаче зависит от теплопроводности материала, из которого изготовлены стенки. Если они включают в себя несколько разных слоев, их считают многослойными поверхностями.
В качестве примера подобных материалов можно назвать стены домов, где на кирпичный слой наносят внутреннюю штукатурку, а также внешнюю облицовку. В случае загрязнения наружной поверхности передающей тепловую энергию, к примеру, радиаторов либо двигателей, грязь можно рассмотреть как наложение нового слоя, имеющего незначительный коэффициент теплопроводности.
Именно из-за этого снижается теплообмен, возникает угроза перегревания работающего двигателя. Аналогичный эффект вызывает нагар и накипь. При увеличении количества слоев стенки растет ее максимальное термическое сопротивление, уменьшается величина теплового потока.
Для многослойных стенок распределение температуры является ломаной линией. Во многих теплообменных аппаратах осуществляется прохождение теплового потока через стенки круглых трубок. Если нагревающее тело движется внутри таких трубок, то в таком случае тепловой поток направлен к наружным стенкам от внутренних частей. При наружном варианте наблюдается обратный процесс.
Теплопередача: особенности процесса
Существует взаимодействие между тепловым излучением, конвекцией, теплопроводностью. Например, в процессе конвекции происходит тепловое излучение. Теплопроводность в пористых материалах невозможна без излучения и конвекции.
При проведении практических вычислений деление сложных процессов на отдельные явления не всегда целесообразно и возможно. В основном результат суммарного воздействия нескольких простейших явлений приписывают тому процессу, который считается основным в конкретном случае.
Второстепенные процессы при таком подходе учитывают только для количественных вычислений.
В современных теплообменных аппаратах происходит передача теплоты от одного вида жидкости к другой жидкости через стенку, которая их разделяет. Важным фактором, который влияет на коэффициент теплообмена, является форма стенки. Если она плоская, в таком случае можно выделить три этапа теплопередачи:
- к поверхности стенки от нагревающей жидкости;
- теплопроводностью через стенку;
- к нагреваемой жидкости к поверхности стенки.
Полное термическое сопротивление теплопередачи является величиной, которая обратна коэффициенту теплопередачи.
Заключение
Теплопроводность является процессом передачи внутренней энергии от нагретых участков тела к его холодным частям. Подобный процесс осуществляется с помощью беспорядочно движущихся атомов, молекул, электронов. Такой процесс может происходить в телах, которые имеют неоднородное распределение значений температур, но будет отличаться в зависимости от агрегатного состояния рассматриваемого вещества.
Можно рассматривать данную величину в качестве количественной характеристики способности тела к провождению тепла. Удельной теплопроводностью называют количество тепла, которое может проходить через материал, имеющий толщину 1м, площадь 1 м²/сек.
Долгое время считали, что существует взаимосвязь между передачей тепловой энергии и перетеканием от тела к телу теплорода. Но после проведения многочисленных экспериментов была выявлена зависимость подобных процессов от температуры.
В реальности при проведении математических расчетов, касающихся определения количества теплоты, передаваемой разными способами, учитывают проводимость путем конвекции, а также проникающее излучение. Коэффициент теплопередачи связан со скоростью передвижения жидкости, характером движения, его природой, а также с физическими параметрами движущейся среды.
В качестве носителей лучистой энергии выступают электромагнитные колебания, имеющие разную длину волн. Излучать их могут любые тела, температура которых превышает нулевое значение.
Излучение является результатом процессов, происходящих внутри тела. При попадании его на другие тела наблюдается частичное ее поглощение и частичное поглощение телом.
Закон Планка определяет зависимость плотности поверхностного потока излучения черного тела от абсолютной температуры и длины волны.
Простейшие виды теплообмена, которые были рассмотрены выше, не существуют по отдельности, они взаимосвязаны друг с другом. Сочетание их является сложным теплообменом, который предполагает серьезное изучение и детальное рассмотрение.
В теплотехнических расчетах используют суммарный коэффициент передачи тепла, который представляет собой совокупность коэффициентов теплоотдачи соприкосновением, которое учитывает теплопроводность, конвекцию, излучение.
При правильном подходе и учете отдельных тепловых явлений можно с высокой достоверностью рассчитать количество теплоты, переданное телу.
ТЕМА : повторение темы «Виды теплопередачи»
ЦЕЛИ УРОКА:
1. Повторить пройденный по теме материал.
2. Проверить приобретённые по теме знания.
3. Научиться, с помощью полученных знаний, объяснять различные физические явления, происходящие в природе, быту и технике.
План УРОКА.
I. Организационный момент.
II. Повторение пройденного материала.
Мы завершили изучение темы «Виды теплопередачи». Мы узнали, что теплопередача играет огромную роль в природе быту и технике, поэтому человеку необходимо хорошо разбираться в этой теме, чтобы правильно, с пользой для себя применять эти знания в нашей повседневной жизни. Именно для этого мы сегодня ещё раз поговорим о различных видах теплопередачи.
Давайте сначала повторим основные понятия темы.
(ЗАПУСК ПРЕЗЕНТАЦИИ)
Вспомним (учащиеся для ответов на вопросы об основных понятиях могут использовать рабочую тетрадь)
1. Что такое теплопередача? (вопросы дублируются на экране с помощью презентации).
2. Какие виды теплопередачи вы знаете?
3. Что такое теплопроводность?
4. Одинаковая ли теплопроводность у разных тел?
5. У каких тел она самая большая?
6. Что обладает самой маленькой теплопроводностью?
7. Где теплопроводность не возможна? Почему?
8. Что такое конвекция?
9. Что такое излучение?
III. Ну а теперь попробуем ответить на вопросы, связанные с проявлениями разных видов теплопроводности в природе, быту и технике.
1. В чашку налит горячий чай. Каким видом теплопередачи осуществляется теплообмен между чаем и стенками чашки?
2. Почему мы обжигаем губы, когда пьём горячий чай из металлической кружки, и не обжигаем, когда пьём из фарфоровой кружки?
3. Почему форточки располагают в верхней части окна?
4. Два одинаковых по размеру чайника наполнили водой и нагрели воду до кипения. В Каком чайнике вода быстрее остынет, в белом или чёрном?
5. Почему выражение «шуба греет»
не верно?
IV. Мы основательно повторили тему «Виды теплопередачи». А теперь проверим, как хорошо вы усвоили материал. Для этого вы ответите на вопросы теста.
ТЕСТ.
1. Как осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?
а) теплопроводностью; б) излучением;
в)конвекцией; г) работой.
а) чтобы их не повредили; б) чтобы они не мешались; в) чтобы в них не замёрзла вода;
г) чтобы на них не падал солнечный свет.
3. В каком направлении дует ветер в жаркий летний день на берегу моря?
а) с моря на сушу; б) с суши на море;
в) с запада на восток г) с востока на запад.
4.какие виды теплопередачи учтены при создании термоса?
а) теплопроводность и излучение; б) излучение и конвекция;
в) теплопроводность; г) конвекция.
5. Почему подвал самое холодное место в доме?
а) потому что там темно; б) потому что близко к земле; в) туда не проникает тёплый воздух;
г) туда опускается холодный воздух из-за конвекции.
6.Почему в ясные зимние ночи мороз сильнее, чем в облачную погоду?
а)потому что ночью темно; б) потому что облака передают земле свою энергию; в) в безоблачную погоду энергия легче излучается в космос и земля быстрей остывает;
г) нет правильного ответа.
7.Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?
а) теплопроводность; б) излучение;
в)теплопроводность и излучение; г) конвекция.
8.Почему батареи отопления ставят обычно под окнами?
а) чтобы удобнее было их мыть;
б) чтобы холодный воздух из форточки опускался вниз и нагреваясь, поднимался вверх;
в) чтобы заполнить место под подоконником;
г) нет правильных ответов.
9. Каким способом нагревается пища в микроволновой печи?
а) излучением; б) работой; в) теплопроводностью; г) конвекцией;
10.Какое из перечисленных веществ имеет наименьшую теплопроводность?
а) серебро; б) воздух; в) вода; г) дерево.
V. Взаимопроверка теста.
ОТВЕТЫ К ТЕСТУ
ОЦЕНКА ОТВЕТА.
Правильные ответы Оценка
менее 5 оценка не ставится
VI. Подведение итогов урока.