Wärmeenergie ist der Begriff, den wir verwenden, um das Aktivitätsniveau von Molekülen in einem Objekt zu beschreiben. Erhöhte Erregung ist auf die eine oder andere Weise mit einer Temperaturerhöhung verbunden, während sich Atome in k alten Objekten viel langsamer bewegen.
Beispiele der Wärmeübertragung finden sich überall - in Natur, Technik und Alltag.
Beispiele für Wärmeübertragung
Das größte Beispiel für Wärmeübertragung ist die Sonne, die den Planeten Erde und alles darauf wärmt. Im Alltag gibt es viele ähnliche Optionen, nur in einem viel weniger globalen Sinne. Also, was sind einige Beispiele für Wärmeübertragung im Alltag?
Hier sind einige davon:
- Gas- oder Elektroherd und zum Beispiel eine Bratpfanne zum Braten von Eiern.
- Autokraftstoffe wie Benzin liefern Wärmeenergie an den Motor.
- Der mitgelieferte Toaster verwandelt ein Stück Brot in Toast. Es ist mit strahlend verbundendie Wärmeenergie des Toasts, die dem Brot Feuchtigkeit entzieht und es knusprig macht.
- Eine heiße Tasse dampfenden Kakaos wärmt die Hände.
- Jede Flamme, von Streichholzflammen bis hin zu massiven Waldbränden.
- Wenn Eis in ein Glas Wasser gegeben wird, schmilzt es durch die Wärmeenergie des Wassers, das heißt, das Wasser selbst ist eine Energiequelle.
- Der Heizkörper oder die Heizung in Ihrem Haus spendet Wärme während der langen, k alten Wintermonate.
- Herkömmliche Öfen sind Konvektionsquellen, wodurch die darin platzierten Speisen erhitzt werden und der Garvorgang beginnt.
- Beispiele für die Wärmeübertragung können am eigenen Körper beobachtet werden, indem man ein Stück Eis in die Hand nimmt.
- Sogar in der Katze steckt thermische Energie, die dem Besitzer die Knie erwärmen kann.
Wärme ist Bewegung
Wärmeströme sind in ständiger Bewegung. Die Hauptwege ihrer Übertragung können als Konvention, Strahlung und Leitung bezeichnet werden. Sehen wir uns diese Konzepte genauer an.
Was ist Leitfähigkeit?
Vielleicht ist es vielen schon mehr als einmal aufgefallen, dass im selben Raum die Empfindungen beim Berühren des Bodens völlig unterschiedlich sein können. Es ist schön warm, auf dem Teppich zu laufen, aber wenn man barfuß ins Bad geht, sorgt eine spürbare Kühle sofort für gute Laune. Nicht bei Fußbodenheizung.
Also warum friert die gekachelte Oberfläche ein? Es ist alles, weilWärmeleitfähigkeit. Es ist eine von drei Arten der Wärmeübertragung. Wenn zwei Objekte mit unterschiedlichen Temperaturen miteinander in Kontakt kommen, wird Wärmeenergie zwischen ihnen übertragen. Beispiele für Wärmeübertragung sind in diesem Fall: Das Festh alten an einer Metallplatte, deren anderes Ende über die Flamme einer Kerze geh alten wird, kann mit der Zeit ein Brennen und Schmerzen verspüren, und in dem Moment, in dem Sie das Bügeleisen berühren Griff eines Topfes mit kochendem Wasser, Sie können sich verbrennen.
Leitfähigkeitsfaktoren
Gute oder schlechte Leitfähigkeit hängt von mehreren Faktoren ab:
- Die Art und Beschaffenheit des Materials, aus dem die Gegenstände hergestellt sind.
- Die Oberfläche zweier sich berührender Objekte.
- Temperaturunterschied zwischen zwei Objekten.
- Dicke und Größe der Gegenstände.
In Gleichungsform sieht es so aus: Die Rate der Wärmeübertragung auf ein Objekt ist gleich der Wärmeleitfähigkeit des Materials, aus dem das Objekt besteht, mal der Oberfläche am Kontakt, mal der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Objekten und geteilt durch die Dicke des Materials. Ganz einfach.
Leitfähigkeitsbeispiele
Die direkte Übertragung von Wärme von einem Objekt auf ein anderes wird Wärmeleitung genannt, und Substanzen, die Wärme gut leiten, werden Leiter genannt. Einige Materialien und Substanzen kommen mit dieser Aufgabe nicht gut zurecht, sie werden als Isolatoren bezeichnet. Dazu gehören Holz, Kunststoff, Fiberglas und sogar Luft. Wie Sie wissen, stoppen Isolatoren den Fluss nicht wirklich. Hitze, sondern verlangsamen Sie sie einfach auf das eine oder andere Grad.
Konvektion
Diese Art der Wärmeübertragung findet wie die Konvektion in allen Flüssigkeiten und Gasen statt. Solche Beispiele der Wärmeübertragung finden Sie in der Natur und im Alltag. Wenn sich die Flüssigkeit erwärmt, gewinnen die Moleküle am Boden Energie und bewegen sich schneller, was zu einer Abnahme der Dichte führt. Die warmen Flüssigkeitsmoleküle beginnen sich nach oben zu bewegen, während das Kühlmittel (die dichtere Flüssigkeit) zu sinken beginnt. Nachdem die kühlen Moleküle den Boden erreicht haben, erh alten sie wieder ihren Energieanteil und streben wieder nach oben. Der Kreislauf wird fortgesetzt, solange unten eine Wärmequelle vorhanden ist.
Beispiele für die Wärmeübertragung in der Natur können wie folgt angegeben werden: Mit Hilfe eines speziell ausgestatteten Brenners kann warme Luft, die den Raum eines Ballons füllt, die gesamte Struktur auf eine ausreichend hohe Höhe anheben, die Sache ist dass warme Luft leichter ist als k alte.
Strahlung
Wenn du vor einem Feuer sitzt, wirst du von der Wärme gewärmt, die es ausstrahlt. Dasselbe passiert, wenn Sie Ihre Handfläche zu einer brennenden Glühbirne bringen, ohne sie zu berühren. Sie werden sich auch warm fühlen. Die größten Beispiele für Wärmeübertragung im Alltag und in der Natur werden von der Solarenergie angeführt. Jeden Tag durchdringt die Sonnenwärme 146 Millionen Kilometer leeren Weltraums bis zur Erde. Sie ist die treibende Kraft hinter allen Lebensformen und -systemen, die heute auf unserem Planeten existieren. Ohne diesen Übertragungsweg wären wir in großen Schwierigkeiten und die Welt wäre nicht dieselbe wie wir.wir kennen ihn.
Strahlung ist die Übertragung von Wärme durch elektromagnetische Wellen, ob Radiowellen, Infrarot, Röntgenstrahlen oder sogar sichtbares Licht. Alle Gegenstände emittieren und absorbieren Strahlungsenergie, auch der Mensch selbst, aber nicht alle Gegenstände und Substanzen meistern diese Aufgabe gleich gut. Beispiele für die Wärmeübertragung im Alltag können anhand einer herkömmlichen Antenne betrachtet werden. Was gut strahlt, absorbiert in der Regel auch gut. Die Erde empfängt Energie von der Sonne und gibt sie dann an den Weltraum zurück. Diese Strahlungsenergie wird terrestrische Strahlung genannt und macht das Leben auf dem Planeten möglich.
Beispiele zur Wärmeübertragung in Natur, Alltag, Technik
Energieübertragung, insbesondere thermische, ist ein grundlegendes Studiengebiet für alle Ingenieure. Strahlung macht die Erde bewohnbar und liefert erneuerbare Sonnenenergie. Konvektion ist die Grundlage der Mechanik, ist verantwortlich für die Luftströmung in Gebäuden und den Luftaustausch in Häusern. Leitfähigkeit ermöglicht es Ihnen, einen Topf zu erhitzen, indem Sie ihn einfach in Brand setzen.
Zahlreiche Beispiele für Wärmeübertragung in Technik und Natur liegen auf der Hand und finden sich überall auf unserer Welt. Fast alle spielen gerade im Bereich Maschinenbau eine wichtige Rolle. Beim Entwerfen des Lüftungssystems eines Gebäudes berechnen Ingenieure beispielsweise die Wärmeübertragung vom Gebäude um es herum sowie die interne Wärmeübertragung. Darüber hinaus wählen sie Materialien aus, die die Wärmeübertragung minimieren oder maximieren.durch einzelne Komponenten zur Optimierung der Effizienz.
Verdunstung
Wenn die Atome oder Moleküle einer Flüssigkeit (z. B. Wasser) einem erheblichen Gasvolumen ausgesetzt sind, neigen sie dazu, spontan in einen gasförmigen Zustand überzugehen oder zu verdampfen. Das liegt daran, dass sich die Moleküle ständig mit zufälliger Geschwindigkeit in verschiedene Richtungen bewegen und miteinander kollidieren. Während dieser Prozesse erh alten einige von ihnen kinetische Energie, die ausreicht, um sich von der Wärmequelle abzustoßen.
Allerdings haben nicht alle Moleküle Zeit zu verdampfen und zu Wasserdampf zu werden. Alles hängt von der Temperatur ab. Wasser in einem Glas verdunstet also langsamer als in einer auf dem Herd erhitzten Pfanne. Kochendes Wasser erhöht die Energie der Moleküle stark, was wiederum den Verdunstungsprozess beschleunigt.
Grundlegende Konzepte
- Leitfähigkeit ist die Übertragung von Wärme durch eine Substanz durch direkten Kontakt von Atomen oder Molekülen.
- Konvektion ist die Übertragung von Wärme durch die Zirkulation eines Gases (zB Luft) oder einer Flüssigkeit (zB Wasser).
- Strahlung ist die Differenz zwischen der absorbierten und der reflektierten Wärmemenge. Diese Fähigkeit ist stark farbabhängig, schwarze Objekte absorbieren mehr Wärme als helle Objekte.
- Verdampfung ist der Prozess, bei dem Atome oder Moleküle in einem flüssigen Zustand genug Energie gewinnen, um zu einem Gas oder Dampf zu werden.
- Treibhausgase sind Gase, die die Wärme der Sonne in der Erdatmosphäre einfangen und ein Treibhausgas erzeugen. Wirkung. Es gibt zwei Hauptkategorien - Wasserdampf und Kohlendioxid.
- Erneuerbare Energiequellen sind grenzenlose Ressourcen, die sich schnell und natürlich erneuern. Dazu gehören die folgenden Beispiele für Wärmeübertragung in Natur und Technik: Wind- und Sonnenenergie.
- Wärmeleitfähigkeit ist die Rate, mit der ein Material Wärmeenergie durch sich selbst überträgt.
- Thermisches Gleichgewicht ist ein Zustand, in dem sich alle Teile des Systems im gleichen Temperaturregime befinden.
Praktische Anwendung
Zahlreiche Beispiele der Wärmeübertragung in Natur und Technik (Bilder oben) weisen darauf hin, dass diese Prozesse gut untersucht und dem Guten gedient werden sollten. Ingenieure wenden ihr Wissen über die Prinzipien der Wärmeübertragung an, erforschen neue Technologien, die mit der Nutzung erneuerbarer Ressourcen verbunden sind und die Umwelt weniger belasten. Der Schlüssel liegt darin, zu verstehen, dass die Energieübertragung endlose Möglichkeiten für technische Lösungen und mehr eröffnet.
