Doğada ısı transferi örnekleri, evde

Termal enerji, bir cisim içindeki moleküllerin aktivite seviyesini tanımlamak için kullandığımız bir terimdir. Sıcaklık artışı ile ilişkili olarak artan heyecan, soğuk nesnelerde atomlar çok daha yavaş hareket ederler.

Isı transferi örnekleri doğada, teknolojide ve gündelik hayatta her yerde bulunur.

Isı transfer örnekleri

Isı transferinin en büyük örneği, Dünya gezegenini ve içindeki her şeyi ısıtan güneştir. Günlük yaşamda, bu seçeneklerin çoğunu ancak daha küresel anlamda karşılayabilirsiniz. Peki, günlük yaşamda ısı transferinde hangi örnekleri gözlemliyorsunuz?

İşte bunlardan bazıları:

• Gazlı veya elektrikli ocak ve örneğin yumurta kızartma tavası için kızartma tavası.
• Benzin gibi otomotiv yakıtları, motor için termal enerji kaynaklarıdır.
• Ekmek kızağı ekmek parçasını bir tosta dönüştürür. Bu tostun ışıltılı ısı enerjisinden kaynaklanıyor, ekmekten nemi çekip gevrekleşiyor.
• Sıcak bir fincan buharda pişirilmiş kakao ellerinizi ısıtır.
• Bir alevden büyük orman yangınlarına kadar herhangi alev.
• Buz bir bardak suya konduğunda, suyun ısı enerjisi erir, yani su kendisi enerji kaynağıdır.
• Evdeki radyatör veya ısıtma sistemi, uzun ve soğuk kış aylarında ısı sağlar.
• Konvansiyonel fırınlar konveksiyon kaynaklarıdır, bunun sonucunda içine yerleştirilen gıda ürünü ısıtılır ve pişirme işlemi başlatılır.
• Isı transferi örnekleri, vücudunuzda da bulunabilir, elinizde bir parça buz içilebilir.
• Isı enerjisi, kedinin içindeyken bile evin dizlerini ısıtabilir.

Isı harekettir

Isı akışı sabit harekettedir. Taşınmalarının ana yöntemleri bir toplantı, radyasyon ve iletkenlik olarak adlandırılabilir. Bu kavramlara daha ayrıntılı bir şekilde göz atalım.

Iletkenlik nedir?

Belki de, birçok kişi aynı odaya birden fazla kez bile olsa, zemine dokunmanın duyuları tamamen farklı olabilir. Halıda yürümek güzel ve sıcaktır, ancak çıplak ayakla tuvalete giderseniz, maddi bir serinlik hemen canlılık hissi verir. Sadece ısıtmalı zeminler mevcut değil.

Peki neden kiremitli yüzey donuyor? Her şey termal iletkenlik yüzünden. Bu üç tip ısı transferinden biridir. Farklı sıcaklıklardaki iki nesne birbiriyle temas ettiğinde, termal enerji aralarında geçecektir. Bu durumda ısı aktarımı örnekleri şu şekilde özetlenebilir: diğer tarafı mum alevinin üzerine yerleştirilen bir metal plakaya tutularak zamanla yanma ve ağrı hissedebilirsiniz ve kaynayan suyun bir demetinin demir koluna dokunduğunuzda yanık alabilirsiniz.

İletkenlik faktörleri

İyi veya düşük iletkenlik, çeşitli faktörlere bağlı:

• Nesnelerin yapıldığı malzemenin türü ve kalitesi.
• Temas halinde olan iki nesnenin yüzey alanı.
• İki nesne arasındaki sıcaklık farkı.
• Nesnelerin kalınlığı ve boyutu.

Denklem formunda şu şekildedir: Nesneye ısı transferi oranı, nesnenin kontakttaki yüzey alanı ile çarpılarak elde edilen malzemenin termal iletkenliğine, iki nesne arasındaki sıcaklık farkının çarpılarak malzemenin kalınlığına bölünmesiyle elde edilen değere eşittir. Bu çok basit.

İletkenlik örnekleri

Bir nesneden diğerine doğrudan ısı transferi iletkenlik olarak adlandırılır ve ısı ileten maddelere iletkenler denir. Bazı materyal ve maddeler bu görevi kötü yapar, buna yalıtkanlar denir. Bunlar ahşap, plastik, fiberglas ve hatta havayı içerir. Bilindiği gibi izolatörler ısı akışını durdurmazlar, ancak bir dereceye kadar yavaşlarlar.

konveksiyon

Bu tür ısı transferi, konveksiyon gibi, tüm sıvılarda ve gazlarda gerçekleşir. Doğada ve gündelik hayatta böyle ısı transferi örnekleri bulabilirsiniz. Sıvı ısıtıldığında, alt kısımdaki moleküller enerji kazanır ve daha hızlı hareket etmeye başlar, bu da yoğunluğun azalmasına neden olur. Sıcak sıvı molekülleri yukarı doğru hareket etmeye başlarken soğutucu (yoğun sıvı) lavaboya başlar. Serin moleküller dipin altına düştükten sonra, yine enerjiden pay alıyorlar ve yine üste talip oluyorlar. Dipte bir ısı kaynağı olduğu sürece döngü devam eder.

Doğadaki ısı transferi örnekleri şu şekilde özetlenebilir: özel olarak donatılmış bir brülör kullanılarak, sıcak hava, balon alanını doldurarak, tüm yapıyı yeterince yüksek bir yüksekliğe kadar kaldırabilir, bütün nokta sıcak hava soğuk havadan daha açık olmasıdır.

radyasyon

Bir ateşin önünde oturduğunuzda, ondan gelen sıcaklığı ısıtırsınız. Aynı şey, elinizi yanan ampulün içine dokunmadan yerine koyarsanız olur. Siz de sıcaklığı hissedersiniz. Günlük yaşamdaki ve doğadaki ısı transferinin en büyük örnekleri güneş enerjisiyle yönlendirilir. Güneşin sıcaklığı her gün 146 milyon km boşluğun üzerinden Dünya'nın kendisine kadar geçer. Bu, bugün gezegenimizde var olan her form ve yaşam sistemi için itici güçtür. Bu iletim yöntemi olmadan, büyük sıkıntı çekerdik ve dünya biliyorduğimiz gibi olmayacaktı.

Radyasyon, radyo dalgaları, kızıl ötesi, X-ışınları veya hatta görünür ışık olmasına bakılmaksızın, elektromanyetik dalgalar yoluyla ısı transferidir. Tüm nesneler, kişinin kendisi de dahil olmak üzere ışın enerjisini yayar ve absorbe eder, ancak tüm nesneler ve maddeler bu görevle eşit derecede iyi başedemez. Günlük yaşamdaki ısı transferi örnekleri geleneksel bir anten kullanılarak düşünülür. Kural olarak, iyi yayılan ne iyi ve absorbe eder. Dünya'ya gelince, güneşten enerji alır ve sonra tekrar uzaya verir. Bu radyasyon enerjisine karasal radyasyon denir ve gezegen üzerindeki yaşamı mümkün kılan şey budur.

Doğadaki ısı transfer örnekleri, yaşam, teknoloji

Enerji iletimi, özellikle de ısı, tüm mühendisler için araştırmanın temel bir alanı. Radyasyon, Dünya'yı yerleşime uygun hale getirir ve yenilenebilir güneş enerjisi verir. Konveksiyon, binalardaki hava akışlarından ve evlerdeki hava değişiminden sorumlu mekaniğin temelidir. İletkenlik tavayı sadece ateşe vererek ısıtmanıza izin verir.

Mühendislikte ve doğada çok sayıda ısı transferi örneği barizdir ve dünyanın her yerinde bulunur. Neredeyse hepsi, özellikle makine mühendisliği alanında büyük rol oynamaktadır. Örneğin, bir bina havalandırma sistemini tasarlarken, mühendisler çevredeki bir binanın ısı transferini ve iç ısı transferini hesaplarlar. Buna ek olarak, etkinliği en iyi duruma getirmek için bireysel bileşenler aracılığıyla ısı transferini en aza indiren veya en yükseğe çıkaran malzemeler seçerler.

buharlaştırma

Bir sıvının (örneğin su) atomları veya molekülleri önemli bir gaz hacmine maruz kaldıklarında, kendiliğinden gaz halini almaya veya buharlaşmaya eğilim gösterirler. Çünkü moleküller sürekli olarak rastgele hızlarda farklı yönlerde hareket ederler ve birbirleriyle çarpışırlar. Bu işlemler sırasında, bazıları ısıtma kaynağını püskürtmeye yetecek kadar kinetik enerji alırlar.

Bununla birlikte, tüm moleküller buharlaşamaz ve su buharı haline gelebilir. Her şey sıcaklığa bağlı. Böylece, camdaki su soba üzerinde ısıtılmış tepsiden daha yavaş buharlaşır. Kaynar su, moleküllerin enerjisini önemli ölçüde arttırır ve bu da buharlaşma sürecini hızlandırır.

Temel kavramlar

• İletkenlik, maddenin sıcaklığının atomların veya moleküllerin doğrudan teması ile aktarılmasıdır.
• Konveksiyon, gazın dolaşımı (örneğin hava) veya bir sıvı (örneğin su) yoluyla ısının taşınmasıdır.
• Işınlama emilen ve yansıyan ısı miktarı arasındaki farktır. Bu yeteneği rengine bağlıdır, siyah nesneler hafif olanlardan daha fazla ısı emer.
• Buharlaşma, bir sıvı haldeki atomların veya moleküllerin gaz veya buhar haline gelebilecek kadar enerjiyi aldığı bir süreçtir.
• Sera gazları , güneşin ısısını Dünya atmosferinde tutan ve sera etkisi yaratan gazlardır. İki ana kategori var - su buharı ve karbondioksit.
• Yenilenebilir enerji kaynakları , hızlı ve doğal olarak yenilenen sınırsız kaynaklardır. İşte doğada ve teknolojide ısı transferi örnekleri: rüzgarlar ve güneş enerjisi.
• Termal iletkenlik, malzemenin ısı enerjisini kendisinden geçirme hızıdır.
• Termal denge, sistemin tüm bölümlerinin aynı sıcaklık rejiminde olduğu bir durumdur.

Uygulamada uygulama

Doğada ve teknolojide ısı transferinin sayısız örneği (yukarıdaki resimler) bu işlemlerin iyi incelenmesi ve sunulması gerektiğini göstermektedir. Mühendisler, ısı transferi prensipleri hakkındaki bilgilerini uyguluyor, yenilenebilir kaynakların kullanımını içeren ve çevreye daha az zararlı yeni teknolojileri keşfediyorlar. Anahtar nokta, enerjinin transferinin yalnızca mühendislik çözümleri için sınırsız olasılıkları açtığının anlaşılmasıdır.