Основні види теплопередачі в побуті — це перерозподіл температур шляхом нагрівання, випромінювання або конвекції. Різні матеріали мають відмінні одна від одної властивості. Хорошими провідниками є всі металеві вироби.

Класифікація

Існують основні види теплопередачі в побуті: теплопровідність (між твердими тілами), конвекція (має відношення до газових середовищ), випромінювання (передача тепла безконтактним способом). Теплопередача позначає дію перетворення енергії всередині предмета без здійснення зовнішнього впливу на нього. Перенесення тепла відбувається завдяки процесам.


Види теплопередачі в побуті:

Перенесення енергії від розігрітій підошви праски до тканин.

Нагрівання металевої вставки рукоятки ножа після опускання його кінчика в киплячу воду.

Ручка металевого ополоника стає вогненною, після опускання його в гарячий суп.

Нагрівання плафона освітлення від лампи розжарювання, розміщеної всередині люстри.

Перераховані процеси описують тільки деякі види теплопередачі в побуті. Нагрівання повітря від батареї є прикладом конвекції, коли енергія пасивно передається від твердого тіла газоподібному речовині. Цей процес описують взаємодією молекул між собою.

Матеріали

Розглядати приклади теплопередачі в природі та побуті простіше всього на металевих предметах. Вони володіють найбільш високими показниками теплопровідності. До таким відносять мідні стрижні (штативи, дріт, труби, пружини), сталь і сплави. Доказом теплопередачі є скляний термометр. Сталева ніжка контактує з ртуттю, нагрівається людським тілом. Рідке речовина починає розширюватися, що ми бачимо по вбудованої шкалою.


Пластмаси теж добре передають тепло. Цей процес ми спостерігаємо в процесі зарядки смартфона, планшета або ноутбука. Задня кришка завжди більше тепла. Там і відбувається перерозподіл внутрішньої енергії. Вивчені види теплопередачі в природі, побуті використовуються повсюдно. У звичайному чайнику тепло від металевого корпусу передається рідини. А вона в свою чергу нагріває ручку з пластмасового матеріалу. Передача енергії в останньому випадку здійснюється за рахунок пари.

Закономірності навколо нас

Теплопередача в природі, техніці, побуті залежить від безлічі умов. Дотичні один з одним матеріали передають енергію по-різному. Це ми можемо побачити на прикладі звичайного вікна. Між скляними поверхнями задуманий проміжок з повітряного прошарку. Остання слабо передає тепло. Скляні поверхні швидко приймають і віддають енергію. Пористі матеріали мають практично нульовий теплопровідністю. Тому їх використовують для утеплення фасадів будівель при будівництві. Доказом різної теплопровідності є одяг, зроблений з різних за властивостями тканин. Вовна та інші ворсисті матеріали погано проводять тепло. А плащівка (синтетика) пропускає енергію моментально. Тому у виробах з таких тканин холодно взимку.

Закономірності будинку

Вранці наливаючи кухоль гарячого чаю, які ми можемо побачити види теплопередачі? Їх облік і використання в побуті буде виглядати так:

Кружка гарячого чаю міститься в підстаканник з слабо проводить тепло матеріалу. Часто цей варіант використовується провідниками в поїздах.

Металеві каструлі обладнуються кришками з ручками з коркового дерева або пластмаси. Останні матеріали практично не нагріваються.

Ручки ножів, ложок, ополоників також оформляються пластиковими вставками.

У газових і електричних плит поверхню духової шафи покривається фольгованим матеріалом, здатним відображати тепло. А між корпусом і нагріваючими елементами передбачені повітряні зазори.

Для раціонального потоку повітря в кімнаті кватирки на вікнах розташовуються нагорі. Тепло завжди піднімається, а холодне повітря з вулиці допомагає рівномірно розподілятися енергії в приміщенні. Коли ми відкриваємо вікно, мерзнуть в першу чергу саме ноги. Ця нерівномірність вирівнюється за рахунок конвекції.

Відмінності

Існують свої особливості різних видів теплопередачі. У конвекції переважно перенесення тепла відбувається за рахунок змішування газів. Молекули передають енергію за рахунок зіткнення. В кінці процесу температура у замкнутому об'ємі вирівнюється. Після закриття вікна в кімнаті температура повітря однакова скрізь, якщо немає інших джерел тепла або холоду. Теплопередача залежить від виду матеріалу. Так, сталь і мідь після зіткнення будуть відрізнятися по температурі. Це пояснюється різними властивостями передачі енергії. Нагріте металевий предмет не нагріває корковий матеріал. Ложка в склянці чаю розжарюється так, що неможливо її взяти в руки. Однак вона може бути виготовлена з алюмінієвого сплаву, а він володіє низькою теплопровідністю. Випромінювання спостерігають у всіх перерахованих вище прикладах. За рахунок цього явища відбувається незначна втрата енергії. У побутових приладах це явище спостерігається особливо сильно: у нагрівачах, прасках, паяльниках. Помітити промені можна, підносячи руку на відстані до поверхні нагріву. Відчуватися має невелике тепло — це відбувається за рахунок інфрачервоного випромінювання.

Випромінювання

Використовуються всі види теплопередачі в природі, побуті, техніці. Випромінювання інфрачервоного спектру можна зустріти в медичних приладах. Воно позитивно впливає на поверхню тіла. Таким чином прогрівають м'язи, суглоби, внутрішні органи. У природі головним джерелом тепла є сонячні промені. Саме випромінюванням зігрівається планета Земля. Всі рослини живляться цією енергією. Моря і океани, повітря приходять в рух. Вітру утворюються під впливом інфрачервоного спектру. Випромінювання враховують при виробництві усіх побутових приладів, які працюють від електричного струму. Телефонні мобільні апарати гріються постійно. Саме тому не рекомендується розташовувати смартфони в області серця.

Докази закономірностей дослідами

Для проведення простого експерименту знадобиться мідний дріт невеликої довжини. Оголюють два кінця, один з яких беруть в руку. Другий поміщають над вогнем або в киплячу воду. Поступово обидва кінця стають гарячими. Але в області ізоляції дріт можна спокійно утримувати. Це є доказ теплопровідності. Для досвіду з конвекцією досить відкрити вікно. Предмети внизу будуть більш холодними, ніж у стелі. Після закриття кватирки температура тел зрівняється. Випромінювання можна відчути від будь-якого нагрітого предмета. На відстані відчувається передача тепла. При таненні льоду на відстані відчувається і холод. Невидимі промені можна відчути рукою, якщо засунути її в простір морозилки холодильника. Теплопровідність відчувається при роботі пральної машини. Досить доторкнутися кришку люка при нагріванні води. Віск на свічки потрібен для зниження тепловіддачі, щоб вона горіла довше.

Досліди з різними матеріалами

Доказ теплопровідності можна отримати шляхом нагрівання сталевий і срібних ложок. Два метали мають різні властивості передачі енергії. На кінець ручки кожної ложки потрібно нанести віск. Далі нагрівають обидва предмета від однакового джерела тепла з іншого боку. У сталевий ложки віск розтане набагато раніше, що говорить про кращої теплопровідності. Замість воску можна взяти шматочок замороженого вершкового масла або маргарину для досвіду в домашніх умовах. Другий досвід доводить залежність теплопровідності від кольору матеріалу. Потрібно темний і світлий чайники. Обидва судини нагрівають до кипіння в них води і засікають час остигання кожного. За законами фізики темний чайник довше остигає. Це доводить, що світлі матеріали нагріваються менше. Тому в жарку пору носять білі панамки. Адже сонячні промені притягуються чорною тканиною. У мороз ж ми носимо теплі шарфи, щоб не сталося обледеніння особи. Так, у вовняній рукавичці рука абсолютно не мерзне в морозилці. Це говорить про низьку теплопровідність матеріалу.