Проводит тепло вода или нет: Вода- как проводит тепло. Воздух — как проводит тепло

Вода и ее свойства

Тема урока :

«Вода в природе. Основные свойства воды» 3 класс УК Плешаков

• Воздух находится вокруг тебя, проникает во все трещины и щели, заполняет отверстия в почве.
• Воздух – это смесь газов.
• При дыхании мы берём из него углекислый газ, а выделяем кислород.
• Землю окружает слой воздуха, который называют атмосферой .
• Воздух имеет цвет.
• Воздух прозрачен.
• Чистый воздух не имеет запаха.
• Воздух хорошо проводит тепло.
• Воздух хорошо пропускает солнечные лучи.
• Воздух лучше передает звук чем дерево.

Экспресс – опрос

• Воздух находится вокруг тебя, проникает во все трещины и щели, заполняет отверстия в почве. ДА
• Воздух – это смесь газов. ДА
• При дыхании мы берём из него углекислый газ, а выделяем кислород. НЕТ
• Землю окружает слой воздуха, который называют атмосферой . ДА
• Воздух имеет цвет. НЕТ
• Воздух прозрачен. ДА
• Чистый воздух не имеет запаха. ДА
• Воздух хорошо проводит тепло. НЕТ
• Воздух хорошо пропускает солнечные лучи. ДА
• Воздух лучше передает звук чем дерево. НЕТ

Экспресс – опрос

Что случилось с цветком?

• Почему это произошло?
• Без какого вещества ничто живое на земле не может существовать?

Вода и её

свойства.

Использование человеком воды

Промышленность

В быту

НАУКА

ОТДЫХ

вода нужна всем

Гидроэлектростанции

Вода «добывает» электрический ток, работая на электростанциях

Осадки –

снег

Ветер

Конденсация пара

Ледники

Осадки –

дождь

Реки

Грунтовые воды

Суша

Родник

Испарение

Подземные воды

Океан

Круговорот воды в природе – всемирный процесс

Свойства воды

1. Вода прозрачна

Свойства воды

2. Вода не имеет цвета

Свойства воды

Свойства воды

3. Вода не имеет запаха и вкуса

3. Вода не имеет запаха и вкуса

Свойства воды

Свойства воды

4. Вода –растворитель, но не все вещества растворяются в ней

Свойства воды

Свойства воды

4. Нерастворившиеся вещества остаются на фильтре , а вода проходит через него.

Свойства воды

Свойства воды

6. Вода обладает текучестью

Не зря в народе есть пословица:

«Не всякая водица для питья годится».

Мы на 70 % состоим из воды.

Без воды человек может прожить только 3 дня

ДЕФИЦИТ ПРЕСНОЙ ВОДЫ

Многие страны сталкиваются с серьезными водоресурсными проблемами, которые заключаются не только в количественной нехватке воды, но и в дефиците чистых пресных вод. Ежегодно в водоемы попадает огромное количество неочищенных сточных вод. Среди наиболее загрязненных рек и озер мира Дунай, Рейн, Сена, Миссисипи, Волга, Днепр, Ладожское озеро, Балхаш и др.

Станция по очистке воды.

Страна

Афганистан

Население, имеющее доступ к чистой воде, в %

13

Эфиопия

Чад

24

Сьерра-Леоне

27

Камбоджа

28

Мавритания

30

Ангола

37

Оман

38

Руанда

39

Папуа — Новая Гвинея

41

Экваториальная Гвинея

42

ДР Конго

43

Эритрея

45

Гаити

46

Кения

47

48

Таблица. Страны мира, испытывающие

дефицит чистой воды (где менее 50%

населения имеет доступ к

чистой питьевой воде).

На одного жителя России приходится воды: средний показатель 22 400 куб.м в/ год

• Например, для того чтобы получить 1 т бумаги надо взять 250 т воды, на бытовые нужды 1 житель нашего города расходует 200-300 л воды в день, из них в смывном бачке туалета ~ 120 л, для ванны и душа ~ 90 л, мытье посуды ~ 18-20 л, на стирку 12-15 л, на уборку — 9 л, на приготовление пищи и питье 15 л.

Во всем мире за год выбрасывается:

более 30 млрд. куб. м неочищенных вод;

250 млн. тонн пыли;

200 млн. тонн окиси углерода;

150 млн. тонн двуокиси серы;

53 млн. тонн окислов азота;

70 млн. тонн неочищенных ядовитых газов.

Вода – это жизнь!

Вода – одно из главных богатств

на Земле. Трудно представить,

Что стало бы с нашей планетой,

если бы исчезла пресная вода.

А такая угроза существует.

Берегите воду!

От загрязнения воды страдает всё живое, она вредна для жизни человека. Поэтому воду — наше главное богатство, надо беречь!

Теплопроводность. Просто о сложном.: Новости и статьи: Строительство и технологии: Разумная Недвижимость

Статья. 30.10.2019

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их

непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

 Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества. 

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен). 

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле

Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR.

LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,022 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

·       твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;

·       газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться. 

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие  должны быть как можно ниже. 

У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл. 

Любезно предоставлено компанией ТЕХНОНИКОЛЬ.

Разумная Недвижимость

По информации портала. При использовании материала гиперссылка на Razned.ru обязательна.

Выбираем покрытие для тёплого пола

Тёплый пол — отличный элемент интерьера, особенно если отопления в доме не хватает для того, чтобы полы нагревались и по ним было комфортно ступать без домашней обуви. Однако устанавливать их можно не под любое покрытие: в некоторых случаях и тёплый пол, и верхний слой могут быстро прийти в негодность.

Чтобы этого не произошло, стоит ответственно подойти к выбору материала для чистового покрытия.

Прежде всего стоит определиться, какой вариант тёплого пола больше подойдёт для вашего дома. Сейчас наиболее востребованы четыре варианта:

• водяной — система труб, внутри которых циркулирует горячая вода;
• капиллярный — водяной в миниатюре, просто вместо труб вода двигается по трубкам из полимерного материала;
• электрический — система из нагревающих кабелей, размещённых на стекловолоконной сетке;
• инфракрасный/плёночный — новая и редко встречающаяся система полов, карбоновые элементы, запаянные в тонкую плёнку.

После того, как вы выбрали систему тёплых полов, можно изучить и варианты напольного покрытия.

Керамическая плитка

Чаще всего и в многоквартирных, и в частных домах предпочитают устанавливать тёплый пол под плитку. В этом нет ничего удивительного: кафель отличается прочностью, легко выдерживает температурные перепады, а самое главное — быстро проводит тепло.

Однако высокая теплопроводность является и существенным недостатком плитки. Весной и летом она будет холодной, а значит, снова придётся включать тёплый пол — это дополнительные расходы.

Важно: для керамической плитки лучше выбрать водяные или электрические тёплые полы, а вот плёночные вряд ли подойдут.

Ламинат

Если вы решили положить тёплый пол под ламинат, обязательно обращайте внимание на то, какие у материала характеристики. Ламинат выделяет формальдегид, который негативно воздействует на человеческий организм, поэтому неподходящее покрытие может принести проблемы вашему здоровью. На товаре, который совместим с тёплыми полами, есть соответствующая пометка.

Также важна и хорошая теплопроводность — эту характеристику обычно можно увидеть на этикетке или на сайте в соответствующем разделе интернет-магазина. Не забудьте позаботиться и о том, чтобы ламинат нагревался равномерно.

Важно: если вы учли все соответствующие условия, ламинат можно совместить с любой системой тёплых полов.

Линолеум

Можно ли укладывать тёплый пол под линолеум? Формально это не запрещено, однако есть свои сложности: сам по себе этот материал известен благодаря высокому сопротивлению теплоотдаче. А если учесть, что под линолеум обычно кладут фанеру… Какой тогда смысл в нагреве полов?

Если же вы хотите проигнорировать фанеру, помните, что линолеум изготовлен на основе ПВХ и состав у него непростой — а без дополнительного слоя всё это будет испаряться прямо в воздух, которым вы дышите.

В таком случае стоит обратить внимание на натуральный линолеум. Он создан на основе льняного полотна и связующего льняного масла. Однако тогда испаряться будет масло — а значит, материал придёт в негодность гораздо быстрее, чем мог бы.

Важно: теоретически вы можете разместить тёплый пол под линолеумом — но зачем? Есть и другие, более удобные и менее затратные варианты.

Деревянный пол

Монтировать тёплый пол под деревянный пол — любимый вариант многих владельцев частных домов. Работать с древесиной не так сложно, как кажется на первый взгляд: нужно просто помнить, что при сильном повышении температуры она начинает рассыхаться и приходит в негодность.

Если же вы собираетесь ещё и использовать ДВП как подложку, обязательно обращайте внимание на технические характеристики: чем экологичнее материал, тем здоровее будут жильцы дома.

Важно: тёплый пол неплохо сочетается с деревом — только не нагревайте его на полную сразу же после монтажа. Постепенность — вот залог продуктивной работы системы.

Можно ли установить тёплый пол на стену?

Конечно можно! Лучший вариант — инфракрасная или плёночная система. Только помните, что в таком случае не стоит вешать на стену, где расположен утепляющий слой, картины и плоский телевизор, а ещё рядом не надо ставить мебель — если она сделала из натурального дерева, то может попросту ссохнуться.

Тепло, вода и старые трубы

В школьной столовой поселка Чална воду для завтрака набирают с вечера, потому что утром из крана вода еле капает, а бывает, что ее вообще нет. Днем руки помыть можно, рассказывают учителя школы, но только на втором этаже. На третьем, в кабинете химии, кран сухой.

школа в Чалне. Фото: Николай Смирнов.

вода. Фото: Николай Смирнов

Завхоз школы Ольга Китаева пояснила, что школа, больница, детский сад были в 1970 году подключены к глубинной скважине. С тех пор никто ничего не ремонтировал, и сети износились. Недавно к скважине подключили новые дома, и, по мнению заввхоза, насос не справляется работой.

— Все это происходит потому, что нет напора: у новых домов есть свои резервуары для воды, и когда они включают свои насосы, то у нас падает давление. Вот у нас в девять утра уже не было давления. У нас есть тетрадь, и мы все регистрируем, — рассказала Ольга Китаева.

К скважине действительно недавно подключили два новых многоквартирных дома, и именно тогда воды не стало в больнице, школе и детском саду.

Новый дом в Чалне. Фото: Николай Смирнов

Разъяснения по поводу воды дал Олег Ермолаев, глава администрации Пряжинского района. Он сообщил, что проблема не в скважине. Запаса скважины по паспорту хватает на развитие всей территории и даже больше.

— Вопрос в ветхости сетей. Мы предполагали, что сети могут выдержать новые нагрузки, у нас идет падение давления из-за аварий на сетях и возникают перебои. Но у нас есть план по устранению выявленных проблем, есть смета и есть технические решения, — заверил Олег Ермолаев.

Олег Ермолаев. Фото: Николай Смирнов.

Ермолаев рассказал, что работы будут проводится в три этапа. Сначала из системы водоснабжения будет выключена старая сеть, которая питает социальную сферу поселка. Затем подключат новую сеть — она уже построена. После этого необходимо очистить скважину, и тогда в Чалне нормализуется водоснабжение. Кроме того, для новых домов, которые в ближайшее время заселят, будет построен дополнительный резервуар, который позволит распределять воду во время пиковых нагрузок.

— До конца года проблема с водоснабжением будет решена, на этой неделе мы уже будем отключать старые сети, — пообещал Олег Ермолаев.

Еще одна проблема, которая беспокоит руководство школы и соцучреждений, — тепло. Что будет, когда в строй введут еще пять новых домов? Хватит ли ресурса старой поселковой котельной?

Котельная в Чалне. Фото: Николай Смирнов.

По словам главы администрации Пряжинского района, мощности котельной хватит на присоединенные дополнительные сети, а в планах развития района — модернизация котельной: ее переведут на местные виды топлива — торф и щепу.

Максим Смирнов

Журналист

Виды теплопередачи — Тепловые процессы

Физический словарик

Инфра… (от лат. infra) — приставка, указывающая на более низкий уровень чего-либо.

Конвекция (от лат. convectio — привоз, принесение, доставка) — перенос теплоты движущейся средой.

Интересный факт (Я. И. Перельман)

Женщины утверждают, что вуаль греет, что без нее лицо зябнет. При взгляде на легкую ткань вуали, нередко с довольно крупными ячейками, не очень веришь этому утверждению.

Но как бы крупны ни были ячейки вуали, воздух через такую ткань проходит все же с некоторым замедлением. Тот слой воздуха, который непосредственно прилегает к лицу и, нагревшись, служит теплой воздушной маской, удерживается вуалью и не так быстро сдувается ветром, как при отсутствии ее. Поэтому нет основания не верить женщинам, что при небольшом морозе и слабом ветре лицо во время ходьбы зябнет в вуали меньше, чем без нее.

Задачи на перевод единиц измерения в СИ

54,5 кДж = 54 500 Дж

425,8 см = 4,258 м

7,8 МДж = 7 800 000 Дж

360 км/ч = 100 м/с

220 г = 0,22 кг

3,2 т = 3 200 кг

6,72 г/см³ = 6 720 кг/м³

4,5 кН = 4 500 Н

210 км = 210 000 м

Качественные задачи и вопросы

1. Зачем кусты роз на зиму укрывают опилками? (Опилки являются плохим проводником тепла. Розы укрывают опилками, чтобы они не замерзли.)

2. Почему шерстяная одежда лучше предохраняет от холода, чем синтетическая? (Между шерстинками находится воздух, который плохо проводит тепло.)

3. Почему баки для хранения горюче-смазочных материалов красят серебристой или белой краской, а не черной? (Черный цвет поглощает практически все солнечное излучение, поэтому тела, окрашенные черной краской, быстро нагреваются. Белый цвет большую часть излучения отражает, поэтому тела, окрашенные в белый цвет, нагреваются меньше, чем черные.)

4. Какая земля прогревается солнечными лучами быстрее: чернозем или песчаники? (Чернозем.)

5. Почему сосуд с жидкостью нагревают снизу? (При нагревании снизу конвективные потоки нагретой жидкости устремляются

вверх, а холодная жидкость — вниз. Таким образом жидкость нагревается практически равномерно.)

6. Зачем ручки паяльников, утюгов, сковородок, кастрюль делают из дерева или пластмассы? (Дерево и пластмасса обладают плохой теплопроводностью, поэтому при нагревании металлических предметов мы, держась за деревянную или пластмассовую ручку, не будем обжигать руки.)

7. В какой одежде человек себя чувствует летом комфортнее: в темной или светлой? (В светлой.)

8. В летней душевой комнате бак для воды покрасили в черный цвет. Почему? (Черный цвет практически полностью поглощает солнечную энергию, и поэтому бак с водой будет нагреваться лучше.)

Задачи для любителей литературы

1. …Кругом курильницы златые

Подъемлют ароматный пар…

А. С. Пушкин.

Руслан и Людмила

Почему нар поднимается вверх? (Плотность теплого воздуха меньше, чем воздуха обычной температуры, и под действием архимедовой силы он поднимается вверх.)

2. «Когда, поздно вечером, умирало священное пламя камина, он (Мартын) кочергой скучивал мелкие, еще тлеющие остатки, накладывал сверху щепок, наваливал гору угля, раздувал огонь фукающими мехами или, занавесив пасть очага простым листом «Таймса», устраивал тягу…» (В. В. Набоков. Подвиг).

А для чего необходима тяга? (Вез притока кислорода процесс горения неосуществим, поэтому Мартын использовал естественный приток воздуха, для чего создавал тягу в трубе камина или подавал воздух, используя мехи — вынужденный приток воздуха.)

3. «Затем, когда гул и бушевание огня усиливались, на газетном листе появлялось рыжее, темнеющее пятно и вдруг прорывалось, вспыхивал весь лист, тяга мгновенно его всасывала, он улетал в трубу…» (В. В. Набоков. Подвиг).

Почему пепел от газетного листа улетал в трубу, а не падал на дрова, горевшие в камине? (Горячий воздух поднимается вверх, поэтому и пепел, в потоке этого воздуха, устремился вверх.)

4. «Педро посмотрел вниз и увидел, что лодки, оставленные на ночь на воде, отвязаны. Ночной бриз отнес их довольно далеко в открытый океан.

Теперь утренним бризом их медленно несло к берегу. Весла шлюпок, разбросанные по воде, плавали по заливу…» (А. Р. Беляев. Человек Амфибия).

Каковы причины вечернего и утреннего бризов? (Вода нагревается медленнее, чем суша, по и медленнее остывает.)

По пословицам и поговоркам

5. Снег — одеяло для пшеницы: чем толще, тем лучше ей спится.

Каков физический смысл этой китайской пословицы? Почему, когда на полях много снега, посевы не вымерзают? (Снег обладает очень плохой теплопроводностью, так как между снежинками находится воздух, который является плохим проводником тепла. Поэтому снег можно сравнить с одеялом, которое не дает холоду подобраться к зерну.)

6. Дым столбом — к морозу.

А почему дым столбом? (В безветренную погоду легкий теплый воздух устремляется вверх, не испытывая боковых воздействий атмосферного воздуха.)

По загадкам

7. Свет пропускает,

А тепло не выпускает. (Стекло.)

Какое излучение поглощается стеклом, а какое пропускается? (Стекло поглощает ультрафиолетовое излучение, а пропускает тепловое (инфракрасное).)

8. Два арапа — родные братья,

Ростом по колено,

Везде с нами гуляют,

От мороза защищают. (Сапоги.)

Какие сапоги защищают от мороза лучше: тесные или просторные? (Просторные: так как воздух плохо проводит тепло, он является еще одной прослойкой в сапоге, которая задерживает тепло.)

9. Зимой нет теплее,

Летом нет холоднее. (Погреб.)

Почему? (Холодный воздух опускается вниз, поэтому летом в погребе прохладно. Зимой погреб утепляют, а, как известно, воздух — плохой проводник тепла, следовательно, тепло в погребе сохраняется.)

10. Под окошком гармонь

Горяча, как огонь. (.Батарея отопления.)

Почему батареи устанавливают именно под окнами? (Нагретый ими воздух создает в помещении тепловую завесу и, перемещаясь вследствие конвекции по комнате, практически равномерно обогревает ее.)

Задачи для любителей биологии

1. Лохматая шубка позволяет шмелям собирать нектар и пыльцу даже в Заполярье. Под такой одежкой тело шмеля при усиленной работе мышц нагревается до 40 °С. И чем севернее живет шмель, тем он крупнее и лохматее. В тропиках шмелей нет — перегреваются.

Почему шубка спасает шмелей от замерзания? (Шубка шмеля плохо проводит тепло, так как между ворсинками находится воздух, у которого теплопроводность мала.)

2. Как только устанавливаются холода, пчелы скучиваются на сотах и образуют плотный шар. Прижавшись друг к дружке, они всю зиму поддерживают температуру около 12 °С. Таким образом пчелы сами себя греют. А вот вентиляция им необходима, ведь в противном случае вся влага, выдыхаемая пчелами, оседает внутри улья в виде инея.

Почему пчелам удается согревать себя зимой? (Между пчелами остается воздух, который плохо проводит тепло и предохраняет от вымерзания.)

3. Теплоизоляция тела летящей птицы обеспечивается прослойкой неподвижного воздуха над поверхностью кожи (пограничный слой), а затем кожным и подкожным жиром. Перья, мех и одежда сохраняют пограничный слой воздуха. Степень достигаемой при этом теплоизоляции зависит от толщины воздушной прослойки.

Почему воздух служит теплоизоляцией? (Воздух является плохим проводником тепла и предохраняет кожу от перегрева и переохлаждения.)

Физические эксперименты

1. Исследование теплопроводности металлических образцов.

Приборы и материалы: спиртовка; 30-сантиметровые куски стальной, медной, алюминиевой, нихромовой проволоки; пластилин; гвоздики; штатив; часы.

Задание: закрепите проволоку горизонтально одним концом в штативе; на расстоянии 5 см от другого конца и через 5 см один от другого подвесьте к ней (на пластилине) четыре гвоздика. Нагревая проволоку со свободного конца, наблюдайте за падением гвоздиков. Сделайте вывод.

Вывод: для осуществления теплопередачи нужно время, зависящее от свойств материала и расстояния между данной точкой и источником тепла.

2. Исследование конвекции в воде.

Приборы и материалы: прозрачный сосуд с водой, спиртовка, раствор марганца, стеклянная трубка.

Задание: укрепите сосуд над спиртовкой. Добавляйте понемногу раствор марганца, используя стеклянную трубку; наблюдайте движение жидкости при нагревании. Сделайте вывод.

Вывод: с ростом температуры скорость конвекции растет.

Домашние эксперименты (Я. И. Перельман)

1. Возьмите воздушный шарик и привяжите к нему небольшой груз, чтобы он не упирался в потолок. Поднесите его к печке или батарее и пронаблюдайте за движением шарика по комнате. Объясните это движение. (Шарик движется вверх под действием потока теплого воздуха.)

2. Вырежьте из бумажного круга радиусом 20-30 см змейку и, подвязав ее за конец к веревочке, аккуратно поднесите к нагретому Предмету. Объясните вращение змейки. (Змейка вращается в потоке восходящего теплого воздуха.)

3. Сделайте из бумаги коробочку. Аккуратно налейте в нее воды и поднесите к горелке, через некоторое время вода в коробочке закипит. Объясните, почему не загорелась коробочка. (Бумага коробки отдает полученное тепло и не успевает нагреваться от температуры возгорания.)

Проверка знаний и умений.

Индивидуальные карточки-задания

Как воздух проводит тепло? В каком случае воздух – хороший проводник, в каком – плохой?

Проводимость — это способность тела или материала пропускать тепло. При этом оно перемещается через твердый объект или из одного объекта в другой, потому что оба они находятся в контакте друг с другом. Это единственный способ прохождения тепла по всему телу. Возникает вопрос: «Как проводит тепло воздух и другие материалы?» Узнайте в статье!

Теплопроводность

Способность передавать тепло внутри объекта называется теплопроводностью. Это свойство обозначают буквой k, а измеряют в Вт/(м×K). Показатели теплопроводности варьируются для разных материалов. Так, золото, серебро и медь имеют высокую теплопроводность. К слову, эти материалы также являются хорошими проводниками электричества. А как воздух проводит тепло? Ответ краток: он является плохим проводником. Высокая проводимость золота, серебра и меди связана с тем, что электроны, которые отвечают за перенос заряда, также принимают участие в передаче тепловой энергии.

А вот такие материалы, как стекло и минеральная вата, имеют низкую теплопроводность. Объясняется это тем, что у них очень мало «свободных» электронов для переноса тепловой энергии внутри твердого тела. Материалы такого типа называют изоляторами. Скорость теплопередачи (то есть скорость движения тепловой энергии) напрямую зависит от теплопроводности, разности температур и площади контакта и материала, которыми обладает тело. По этой же причине нельзя утверждать, что воздух проводит тепло хорошо.

Если материал является хорошим проводником тепла, тогда оно быстро перемещается по телу. Металлы широко используются для целей теплопередачи, поскольку они обладают свойствами, которые позволяют распространять тепло, одновременно выдерживая экстремальные температуры, связанные с нагревом.

Именно электроны отвечают за передачу тепловой энергии, а также электрического заряда. Поэтому металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества! Тут-то и скрывается ответ на вопрос: «Почему воздух плохо проводит тепло?»

Тем не менее не следует путать электрическую проводимость (которая связана с зарядом электронов), когда вы имеете в виду теплопроводность (которая связана с переносом энергии электронов).

Доказываем опытным путем

Попробуйте подержать один конец металлического стержня над пламенем – через несколько минут он нагреется.

Теперь подержите конец деревянной палочки в пламени, и этот конец станет настолько горячим, что он в конце концов вовсе загорится. Однако тот конец палочки, за который вы держитесь, останется относительно прохладным.

Тепло не распространяется по всему объему тела из-за его состава: его структура затрудняет передачу тепла электронами по материалу.

Так, повседневный опыт свидетельствует, что древесина не является хорошим проводником тепла. Если вам когда-нибудь приходилось видеть срез дерева под микроскопом, то вы наверняка заметили особенности структуры древесины: она состоит из отдельных ячеек, которые действуют как изоляторы, потому что они не взаимосвязаны. Клетки разбросаны, как камни в потоке. По такому материалу тепло двигается значительно медленнее, чем в металлах, где атомы связаны друг с другом в трехмерной «решетке».

Воздух плохо проводит тепло. Опыт повседневной жизни показывает: вспомните строение окон. Они всегда состоят из как минимум двух стекол, между которыми находится воздушная «подушка». Эта прослойка помогает сохранять тепло в помещении, не пропуская его наружу.

Итак, если тепловая энергия применяется непосредственно к одной части твердого объекта, электроны в объекте становятся возбужденными. Это приводит к колебаниям атомной решетки, которые проходят по объекту, повышая температуру при прохождении. Чем ближе звенья внутри твердого тела, тем быстрее происходит передача тепла.

Жидкости — плохие проводники тепла

Если вы закрепите кубик льда в нижней части пробирки с водой (вам нужно использовать вес, чтобы сделать это, иначе он будет плавать на поверхности, так как у льда меньшая плотность, чем у воды), а затем нагреете воду в верхней части трубки, вы обнаружите, что вода будет кипеть в верхней части трубки, а кубик льда останется замороженным.

Это связано с тем, что вода является плохим проводником тепла. Большая часть тепла будет двигаться в конвекционном токе внутри воды в верхней части пробирки, только небольшая часть ее будет опускаться до кубика льда.

Как воздух проводит тепло?

Воздух представляет собой набор газов. Хотя он отлично подходит для конвекции, количество тепла, которое он может передать, минимально, потому что малая масса вещества не может хранить большое количество тепла — именно поэтому его не считают хорошим проводником. Изоляционные свойства воздуха применяются человечеством в повседневной жизни. Так, они используются для изоляции кулеров, в стенах здания. Даже работа термоса построена на том, что воздух плохо проводит тепло. Примеров действительно множество!

Так чем же обусловлено это явление? Поскольку воздух неплотный, существует определенная масса, доступная для передачи тепловой энергии через проводимость. Поэтому он является плохим проводником, но отличным изолятором. Тем не менее ответ на вопрос: «Проводит ли воздух тепло?» — не столь однозначный. Так, рассмотрим следующие явления.

Радиация — это передача энергии через волны или возбужденные частицы. Воздух создает тепловой зазор, который не позволяет преодолеть тепловую энергию над ним. Тепло должно излучаться от поверхности к воздушным частицам, затем оно должно излучаться из воздуха на противоположную поверхность. Тепло очень медленно передвигается между тремя материалами, и большая часть передаваемой тепловой энергии поглощается в воздухе.

Конвекция представляет собой движение тепла через жидкость или газ из-за уменьшения плотности за счет поглощения тепла. В таком случае свойства воздуха становятся крайне полезными. Он также двигается вверх, передавая тепло из изолированного контейнера или пространства. Поэтому конвекция используется для удаления тепла и может применяться для охлаждения поверхности. Распределение тепла через конвекцию в воздухе несколько неэффективно, однако оно используется для многих целей охлаждения. Да, воздух плохо проводит тепло.

Примеры изоляции

Изоляция используется для многих целей. Некоторые из них включают охлаждение напитков и пищевых продуктов, создание воздушных зазоров в стенах, внедрение воздушных полостей в кухонные принадлежности. Особенности того, как воздух проводит тепло, применяются даже в изоляционной пене.

Вывод

Проводимость — это прохождение тепла через твердое тело. От явления конвекции ее отличает то, что в процессе не происходит никакого движения материи. Теперь нам известно, хорошо ли воздух проводит тепло, а также чем это обусловлено.

Сталь, керамика, стекло или пластик — какой материал для пуровера лучше?

Как видите, для нагревания 1 кг пластика на определенное количество градусов требуется больше тепловой энергии. Однако керамическая воронка в среднем в 4 раза тяжелее пластиковой, поэтому при таком же нагревании она поглотит примерно в 3,5 раза больше тепла.

Вот, где кроется распространенное заблуждение. Бариста то и дело говорят, что предпочитают керамические воронки, «ведь они лучше держат тепло». А ведь достоинством это не назовешь: такая воронка поглощает больше тепла из жидкости в процессе заваривания.

Теплоотдача поверхности

Наконец, тепло уходит из воронки либо конвекцией, либо излучением. Скорость конвекции зависит от температуры поверхности. Материалы, обладающие более высокой теплопроводностью, быстрее доставляют тепло к поверхности. Когда тепло достигает поверхности, материалы с меньшей удельной теплоемкостью нагреваются сильнее. Значит, пластик, обладающий меньшей теплопроводностью и большей удельной теплоемкостью, отдаст гораздо меньше тепла в результате конвекции, чем другие материалы.

Скорость теплопотери излучением зависит не только от материала, но и от структуры (в том числе от гладкости) и температуры поверхности. Поэтому вычислить этот показатель крайне сложно. При одинаковой температуре стекло, фарфор и пластик потеряют в результате излучения примерно одинаковое количество тепла. Сталь отдаст излучением значительно меньше, но это нивелируется ее высокой теплопроводностью и низкой удельной теплоемкостью, из-за которых поверхность нагреется гораздо быстрее. К тому же максимальные теплопотери излучением вдвое меньше, чем конвекцией.

Воронки с двойной стенкой

С точки зрения изолирующих свойств воздух даст фору любому материалу: его теплопроводность составляет всего 0,02 Вт/(м*К). Некоторые производители воронок пользуются этим свойством, разрабатывая модели с двойной стенкой, между которыми предусмотрена воздушная прослойка. Существуют и сетчатые воронки: бумажный фильтр минимально контактирует с их стенками и максимально – с воздухом. Сами по себе такие модели удерживают тепло лучше, но даже их предпочтительнее изготавливать из пластика.

Двойные стенки стеклянных воронок в любом случае поглотят больше тепла еще до того, как воздушная прослойка успеет себя проявить. А вот аналогичная воронка из пластика справилась бы с задачей гораздо лучше.

Площадь поверхности сетчатых металлических воронок, несмотря на структуру, все равно немаленькая. А значит, в процессе заваривания она поглотит и отдаст внешней среде достаточно много тепла. Еще какое-то количество тепла вы потеряете в результате испарения с внешней поверхности фильтра (теплопотери испарением всегда очень значительны). Гораздо лучше для этого бы подошел пенополистирол – к тому же он дешевле.

Заключение

Итак, пластик выигрывает по каждому из трех критериев: он медленнее поглощает тепло из воды в процессе заваривания, в целом поглощает меньше тепла и отдает его медленнее. Конечно, важна и конструкция воронки: особую роль играют вес и площадь поверхности. Однако, какой бы ни была модель, изготавливать воронку предпочтительнее из пластика.

Автор: Метт Пергер
Источник: baristahustle.com/blog/steel-glass-ceramic
Перевод и адаптация текста: компания Barista Coffee Roasters
Копирование материала разрешено исключительно с указанием активной ссылки на ресурс: www.barista.ua и источник статьи.

Почему вода — плохой проводник тепла

В металлах есть море подвижных электронов, которые могут вибрировать и переносить тепловую энергию на другой конец. В воде очень мало свободных электронов, доступных для передачи тепла.

Почему вода плохо проводит тепло?

В проводимости электроны играют очень важную роль. Для хорошей проводимости электроны должны быть свободными. В воде электроны связаны химической связью и, следовательно, не могут участвовать в проводимости.

Вода — плохой проводник тепла?

Вода плохо проводит тепло. Тем не менее, когда вода нагревается в кастрюле, поверхность быстро нагревается, даже если вы прикладываете тепло ко дну воды.

Вода — это изолятор?

Ну вообще-то чистая вода — отличный изолятор и не проводит электричество.

Лед проводит тепло?

Лед плохо проводит тепло. наличие электронов в зоне проводимости пугает, и поэтому они не проводят тепло эффективно.

Вода — лучший проводник, чем медь?

Металлы, такие как медь, проводят электричество принципиально иначе, чем вода. Использование воды в качестве заменителя меди для проведения электричества нецелесообразно, поскольку ее электропроводность не превышает даже десятимиллионной доли.

Удерживает ли песок тепло?

Песок имеет низкий коэффициент теплопередачи 0,06 Вт на квадратный метр градусов Цельсия. Это означает, что он может сохранять тепло в течение очень долгих периодов времени, и объясняет, почему песок на пляже в жаркой стране остается теплым через несколько часов после захода солнца.

Вода проводит тепло?

Там вы обнаружите, что теплопроводность воздуха составляет 0,024 Вт · м · К, а теплопроводность воды — 0,58 Вт · м · К. Итак, вода проводит тепло более чем в двадцать раз лучше, чем воздух.

Является ли чистая вода хорошим проводником тепла?

Чистая вода плохо проводит тепло и электричество.

Является ли уксус хорошим проводником тепла?

Таким образом, эта вода является хорошим проводником электричества. Таблица 1 Хорошая / плохая проводимость жидкостей.

Какой не плохой проводник?

Медь, будучи металлом, имеет свободные электроны, доступные для проводимости. Древесная резина и вода не являются металлами и не имеют свободных электронов для проводимости.Значит, они плохие проводники.

Вода или воздух лучше проводят тепло?

ВОДА МАГАЗИНЫ нагреваются лучше, чем воздух, потому что вода плотнее воздуха. Это также более эффективный проводник тепла — вода имеет теплопроводность 0,6 Вт / мК, воздух — теплопроводность 0,6 Вт / мК. 025 Вт / мК.

Какой утеплитель лучший образец?

Дерево, пластик и воздух — некоторые из примеров теплоизоляционных материалов. Газы — самые плохие проводники тепла. Другими словами, это лучшие теплоизоляторы.

Какая жидкость лучший проводник?

Водопроводная вода, лимонный сок и ртуть — лучший проводник жидкости по сравнению с другими. Из-за любого раствора для проведения вам нужны ионы или свободные электроны. Так что это хороший проводник, содержащий свободные ионы.

Является ли песок проводником электричества?

Песок — ужасный проводник электричества. Вещи не должны быть очень проводящими, чтобы проводить от источников с миллиардами до триллионов вольт.

Является ли растительное масло хорошим проводником электричества?

Жидкость (растительное масло) пропускает электрический ток.Так как это хороший проводник электричества. Масло — изолятор и плохой проводник электричества.

Является ли песок хорошим проводником тепла?

Песок — твердое тело и плохо проводит тепло. Это означает, что когда солнечный свет попадает на песок, вся энергия солнечного света поглощается примерно в первом миллиметре песка, а тепло остается там или распространяется только на несколько миллиметров вниз.

Какой металл не является хорошим проводником тепла и электричества?

Вольфрам — металл, плохо проводящий тепло и электричество.

Какие материалы не могут передавать тепло?

Изолятор — это материал, который не позволяет передавать электрическую или тепловую энергию. Материалы с плохой теплопроводностью также можно охарактеризовать как хорошие теплоизоляторы. Перо, мех и натуральные волокна — все это примеры натуральных изоляторов.

Воздух нагревается быстрее воды?

1. Воздух быстрее всего нагревается и быстрее всего остывает. 2. Песок и почва нагреваются и остывают быстрее, чем вода, но не так быстро, как воздух.

Пластик плохо проводит тепло?

Пластмассы плохо проводят тепло, потому что в них практически нет свободных электронов, доступных для механизмов проводимости, таких как металлы. Теплоизоляционная способность пластика оценивается путем измерения теплопроводности.

Является ли лед плохим проводником тепла?

Лед — неметаллическое твердое вещество с кристаллической структурой, образованное водородными связями между молекулами воды. Любое такое вещество обычно не является хорошим проводником тепла, потому что колебания молекул сдерживаются, и поэтому они не могут хорошо передавать тепло.

Является ли молоко хорошим проводником тепла?

Молоко является хорошим проводником электричества, поскольку оно содержит воду, молочную кислоту и другие соли. Мед — это раствор сахаров. Таким образом, он не проводит, потому что в нем нет ионов или заряженных частиц.

Является ли молоко плохим проводником электричества?

Молоко является хорошим проводником электричества, поскольку содержит воду и кислоту. А в присутствии кислоты вода становится хорошим проводником электричества. Таким образом, из-за присутствия в молоке воды и молочной кислоты он является хорошим проводником электричества.мед — плохой проводник, а молоко — хороший проводник электричества.

Насколько быстрее вы теряете тепло в воде, чем в воздухе?

Вода отводит тепло от тела в 25 раз быстрее, чем воздух, потому что она имеет большую плотность (следовательно, большую теплоемкость). Оставайся сухим = оставайся в живых!

Какие бывают плохие проводники тепла?

Примеры плохих проводников тепла включают воздух, дерево, бумагу, ткань и воду. Все газы и жидкости плохо проводят тепло.

Является ли золото хорошим проводником тепла?

Золото используется в качестве контактного металла в электронной промышленности, поскольку оно хорошо проводит как электричество, так и тепло.

Песок или грязь — лучший изолятор?

Например, песок обладает лучшими изоляционными свойствами, чем почва с высоким содержанием глины. Поэтому песок является предпочтительным материалом для засыпки на мелководье. Использование песка в качестве засыпки значительно поможет предотвратить замерзание неглубоких и заглубленных труб.

Почему вода является проводником тепла?

Вода плохо проводит тепло и фактически классифицируется как изолятор тепла. Проводники должны позволять электронам свободно перемещаться от одного соединения к другому, в то время как изоляторы останавливают поток электронов. Хорошие проводники включают большинство металлов из-за большого количества содержащихся в них избыточных электронов.

Что произойдет, если электричество попадет в воду?

Если вы никогда не слышали, что купаться во время грозы опасно, считайте себя предупрежденным.Вода в естественных источниках, таких как озера и ручьи, а также в бассейнах и гидромассажных ваннах, является отличным проводником электричества, и если вы соприкоснетесь с водой при ударе молнии, вы, вероятно, будете поражены электрическим током. Однако проблема не в самой воде; дистиллированная вода не несет такого же риска. Минералы, растворенные в природной воде и воде бассейна, определяют ее проводимость. Они превращают чистую воду, которая является электрическим изолятором, в электролит.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Электричество течет через воду, потому что она содержит ионы растворенных солей и металлов.Дистиллированная вода, не содержащая примесей, не проводит электричество.

Все дело в ионах

Ионы — это электрически заряженные частицы, и они присутствуют практически в каждой пробе естественной воды. Они распространены, потому что вода так хорошо растворяет минералы. Соли, такие как хлорид натрия (поваренная соль) и сульфат магния (соли эпсома), состоят из противоположно заряженных ионов, и они распадаются в воде за счет полярного притяжения молекул воды.После разделения они могут свободно бродить в растворе и оставаться в таком состоянии до тех пор, пока вода не испарится или их концентрация не достигнет точки насыщения, а некоторые из них не осядут. Ионы металлов, таких как железо и марганец, аналогично диссоциируют из твердого состояния из-за полярного притяжения молекул воды.

Электролиты, молнии и фены

Ионы, взвешенные в воде, превращают ее в электролит. Сам по себе электролит обычно не имеет чистого заряда, потому что он содержит сбалансированное количество положительных и отрицательных ионов.Однако, когда вы вводите электрическое напряжение, ионы выравниваются с полярностью заряда и создают ток во всей жидкости.

Электролиты могут проводить очень малые токи, поэтому они так важны для человеческого организма. Они также могут проводить очень большие токи. Когда молния попадает в бассейн, ручей, лужу или даже на влажную землю, она на мгновение заряжает всю воду смертоносным электричеством в миллионы вольт. Фен работает при гораздо более низком напряжении, но если вы уроните его в ванну, пока вы в ней, он может быть столь же смертельным, потому что электричество продолжает течь, пока прибор подключен к розетке, а выключатель не работает. не дуть.

Действительно ли дистиллированная вода безопаснее?

Дистилляция дает воду, не содержащую растворенных примесей, которые делают ее электролитом, и в этом состоянии вода фактически является электрическим изолятором. В лабораторных условиях ученые обнаружили, что дистиллированная вода обладает изоляционными свойствами, сравнимыми со стеклом, пластиком, керамикой и воздухом.

Но прежде чем вы подумаете, что ванна или бассейн, наполненный дистиллированной водой, на самом деле могут обеспечить некоторую защиту от электричества, помните, что хотя воздух является изолятором, он не может остановить молнии, и вода, вероятно, тоже не может.Ванна с дистиллированной водой может защитить вас от поражения электрическим током от фена, но имейте в виду, что дистиллированная вода недолго остается чистой, когда соли из организма или грязная поверхность ванны начинают растворяться в воде.

Зависимость теплоемкости воды от теплоемкости нефти | Научный проект

Проводимость — это передача тепла посредством прикосновения (физический контакт между молекулами). Чем горячее молекулы, тем быстрее они движутся и передают свою энергию другим молекулам. Конвекция — это передача тепла через поток жидкости, например, когда горячая вода льется на лед или когда холодный воздух обдувается теплым супом. Излучение возникает, когда объект выделяет тепло в виде электромагнитных лучей.

Теплоемкость объекта описывает количество тепла, необходимое для изменения температуры этого объекта на определенную величину. Удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для изменения температуры вещества на один градус (обычно ° C).

Жидкости по-разному поглощают тепло. Изменение температуры в конкретной жидкости, нагретой за счет теплопроводности, может не совпадать с тенденцией изменения температуры той же жидкости, нагретой за счет излучения.

Как разные жидкости поглощают тепло?

• Вода
• Соленая вода
• Оливковое масло
• Жидкое мыло
• Банки (сколько бы жидкости у вас ни было)
• Цифровая плита
• Цифровой термометр
• Микроволновая печь
• Секундомер
• Лента этикеточная
• Маркер
• Любая другая жидкость, которую вы хотите протестировать

За ночь до проведения теплового теста отмерьте по ½ стакана жидкости в каждую банку и промаркируйте ее соответствующим образом.У вас должно быть по 2 баночки на каждую жидкость. Отложите банки в сторону, чтобы на следующий день вы проверили их при одинаковой температуре.

Испытания в микроволновой печи

1. Запишите начальную температуру тестируемой жидкости. Обязательно записывайте температуру в ° C.
2. Поместите банку с первой жидкостью в микроволновую печь и нагрейте на полной мощности в течение 30 секунд. Запишите температуру и любые наблюдения.
3. Повторите шаг 2 еще несколько раз, каждый раз записывая температуру и любые наблюдения.Будьте осторожны, стеклянная банка нагревается! Попросите взрослого помочь вам достать банку из микроволновой печи.
4. Повторите шаги 1-3 для второй жидкости.

Тестирование горячей плиты

1. Установите конфорку на 80 ° C.
2. Запишите начальную температуру тестируемой жидкости.
3. Поставьте банку на плиту и включите секундомер.
4. Регистрируйте температуру жидкости каждые 2 минуты в течение 20 минут. Запишите любые наблюдения.
5. Остерегайтесь горячего стекла и жидкости!
6. Повторите шаги 1–5 для второй жидкости.

Постройте ваши данные:

Изобразите каждый набор данных с температурой по оси y и временем по оси x. Что вам говорят ваши сюжеты?

Микроволны лучше нагревают полярные жидкости, например воду. Масла очень неполярные. Оливковое масло нагревается на плите быстрее, чем вода. Вода по-прежнему нагревается медленнее, чем оливковое масло, когда ее помещают в микроволновую печь, но ваши графики должны были показывать, что вода нагревается в микроволновой печи быстрее, чем на горячей плите.

И для конфорок, и для микроволновой печи оливковое масло нагревается быстрее, чем вода, потому что теплоемкость масла ниже теплоемкости воды. Вода требует больше энергии на грамм жидкости, чтобы изменить ее температуру. Поскольку подвод тепла от конфорки и микроволновой печи одинаков во всех испытаниях, а вода нагревается до заданной температуры дольше, чем оливковое масло, мы можем сделать вывод, что вода может удерживать больше тепловой энергии, чем оливковое масло.

СВЧ-излучение — это излучение с длиной волны от одного миллиметра до одного метра.Эти короткие длины волн имеют высокие частоты и, следовательно, высокие энергии. Микроволны намного лучше нагревают полярных молекул, как вода. Молекула полярна, когда у нее есть концентрация заряда на одной или другой стороне. На молекуле воды атом кислорода заряжен отрицательно, а атомы водорода — положительно. Масла, такие как оливковое масло, представляют собой длинные, равномерно расположенные цепи и очень неполярные, поэтому они не поглощают энергию микроволн, а также полярные молекулы, как вода.Микроволны заставляют полюса молекулы быстро вращаться, в результате чего выделяется тепло. Это называется вращением диполя на .

Заявление об ограничении ответственности и меры предосторожности

Education.com предлагает идеи проекта Science Fair для информационных целей.
только для целей. Education.com не дает никаких гарантий или заверений
относительно идей проектов Science Fair и не несет ответственности за
любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких
Информация.Получая доступ к идеям проекта Science Fair, вы отказываетесь от
отказаться от любых претензий к Education.com, которые возникают в связи с этим. Кроме того, ваш
доступ к веб-сайту Education.com и идеям проектов Science Fair покрывается
Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, которые включают ограничения
об ответственности Education.com.

Настоящим дается предупреждение, что не все идеи проекта подходят для всех
индивидуально или при любых обстоятельствах. Реализация идеи любого научного проекта
должны проводиться только в соответствующих условиях и с соответствующими родительскими
или другой надзор.Прочтите и соблюдайте правила техники безопасности всех
Ответственность за использование материалов в проекте лежит на каждом отдельном человеке. Для
Для получения дополнительной информации обратитесь к справочнику по научной безопасности вашего штата.

Проводит ли стекло тепло? — Techiescientist

Стекло — это прочный невидимый (прозрачный) материал, который используется в неполном списке продуктов, которые мы используем ежедневно. Стекло есть везде, от посуды и зданий до медицинских приборов и лабораторного оборудования.Часто это остается незамеченным, но представить нашу жизнь без этого непросто.

Итак, проводит ли стекло тепло? Не совсем. Стекло — изолятор. Однако при нагревании до очень высокой температуры он может проводить тепло. Хотя его теплопроводность намного ниже по сравнению с металлами и алмазами, которые являются отличными проводниками тепла. Тем не менее, стекло является лучшим проводником тепла, чем воздух, шерсть и пластик, которые являются отличными изоляторами, но плохо проводят тепло.

Чтобы узнать информацию подробно, давайте изучим ее подробно, как показано ниже.

Атомная структура стекла

Стекло — аморфное твердое тело. Основным компонентом стекла является SiO2 (диоксид кремния / песок) в форме неправильной сети атомов кремния, удерживаемых вместе связями Si-O-Si, образующими жесткий тетраэдр.

Модифицирующие агенты, такие как известь (CaO) и кальцинированная сода (Na2CO3), добавляются для замены иона кремния в связях Si-O-Si на ионы Na + или Ca + 2.

Эта замена отделяет тетраэдр SiO2, чтобы сделать его более подвижным и придать стеклу текучесть; поэтому стекло также называют переохлажденной жидкостью.

Когда обычное твердое тело нагревается, молекулы движутся беспорядочно из-за вибрации, а при охлаждении они застывают в правильном и жестком виде, образуя кристаллическую структуру.

Когда стекло нагревается, молекулы движутся в беспорядочном свободном движении, как стандартное твердое тело, но они замерзают в случайном порядке, образуя аморфную структуру при охлаждении.

Изолирует ли стекло тепло?

Стекло — хороший изолятор.

Дело в том, что в изоляторах плотно удерживаются электроны, которые заставляют их сопротивляться потоку. В то же время проводники, такие как серебро, медь и некоторые другие металлы, делают противоположное, позволяя легко перемещаться электронам от одного атома к другому.

Наблюдая за поведением атомов стекла, мы можем сделать вывод, что стекло является изолятором при нормальной температуре, но проводит тепло при очень высоких температурах.

Стекло проводит тепло лучше, чем металл?

Стекло — хороший изолятор.Дело в том, что в изоляторах плотно удерживаются электроны, которые заставляют их сопротивляться потоку.

Одновременно с этим проводники, такие как серебро, медь и некоторые другие металлы, делают противоположное, обеспечивая легкий поток электронов от одного атома к другому.

Наблюдая за поведением атомов стекла, мы можем сделать вывод, что стекло является изолятором при нормальной температуре, но проводит тепло при очень высоких температурах.

В целом стекло не проводит тепло лучше металлов.

Теплопроводность материала зависит от его теплопередающей способности, в зависимости от площади поперечного сечения, толщины и температуры между источником тепла и местом назначения.

Стекло имеет очень низкую теплопроводность по сравнению с теплопроводностью некоторых металлов повседневного использования, таких как железо, серебро, алюминий и латунь.

Почему стекло плохо проводит тепло?

Поскольку стекло является прозрачным материалом с прочно удерживаемыми электронами, оно плохо проводит тепло.

Точная причина кроется в науке о теплопроводности, где это прямо упоминается. Стекло довольно неохотно к потоку электронов.

Напротив, теплопроводность требует легкого потока электронов как одного из наиболее очевидных требований.

Как тепло влияет на стекло?

Нагрев стекла в диапазоне температур, то есть начиная с комнатной температуры до максимум 1800 градусов — вы можете увидеть более мягкую сторону стекла!

Стекло становится мягче с повышением температуры.Чрезмерная температура может даже привести к разбиванию стекла из-за мгновенного теплового удара.

Стекло теряет свою форму и переходит в пластичное состояние под воздействием тепла от горячего источника.

Теплопроводность стекла

Теплопроводность (K) любого материала представляет собой скорость, с которой материал может проводить или передавать тепло в виде энергии.

Уравнение теплопроводности показано ниже, где «q» — поток тепла, измеряемый в ваттах или джоулях в секунду.«A» — это площадь поперечного сечения материала, а «dT / dx» — применяемый температурный градиент.

Высокая теплопроводность указывает на то, что материал является хорошим проводником тепла, в то время как низкая теплопроводность указывает на то, что материал является плохим проводником тепла.

В следующей таблице приведены значения теплопроводности различных материалов в порядке убывания. Стекло имеет теплопроводность 0,8 Дж / с · м · ° C, что значительно меньше, чем у алмаза с теплопроводностью 1600 Дж / с.м ° С.

Алмаз, таким образом, является лучшим проводником тепла по сравнению со стеклом. Точно так же металлы с высокой теплопроводностью по сравнению со стеклом лучше проводят тепло.

Теплопроводность воздуха составляет 0,0256 Дж / с.м ° C, что намного меньше, чем у стекла, что позволяет предположить, что стекло является лучшим проводником тепла, чем воздух.

Насколько сильно может нагреться стекло, прежде чем оно потрескается?

По данным Национального исследовательского совета Канады, при температуре около 150–200 ° C обычное флоат-стекло имеет тенденцию к растрескиванию.

Есть много переменных, влияющих на определение точного результата: толщина и тип стекла в более широком смысле.

Можно ли расплавить стекло с помощью теплового пистолета?

Некоторые виды стекла можно расплавить с помощью теплового пистолета.

Согласно информационному бюллетеню о тепловых пушках, опубликованному Принстонским университетом, тепловая пушка может производить даже температуру 1200 ° F, которая достаточно высока для яркого плавления некоторых типов стекла.

Если вы не имеете представления о тепловом пистолете, то он похож на фен с вентилятором с приводом от двигателя, который обычно используется в исследовательских лабораториях для различных целей.

Удар тяжелый, начиная от сложности модели.

Какое стекло можно нагревать?

Обычное стекло не выдерживает 1000 градусов Цельсия. Тем не менее, у нас есть много видов термостойкого стекла.

Закаленное стекло экрана вашего телефона, стекло из пирекса для духовок, стекло robax для каминов, пирокерамическое стекло для варочных панелей, выкорное стекло для угольных печей и кварцевое стекло.

Очки этого типа обычно используются на кухнях и в промышленности.Отличительной чертой этих термостойких стекол является то, что они созданы для защиты от теплового удара.

При какой температуре плавится стекло?

Стекло плавится при температуре примерно от 1400 ° C до 1600 ° C.

Здесь опять же, главный фактор, определяющий последствия, зависит от состава стекла, варьируясь от цели использования до типа вещества, используемого при изготовлении стекла.

Во всем мире большинство стаканов состоит из песка, извести и соды.

Что ж, согласно определению плавления, это включает в себя процесс, при котором твердое тело претерпевает фазовый переход и становится жидкостью, что в большинстве случаев является мгновенным процессом, а не постепенным.

Стекло не претерпевает фазовых переходов в отличие от предыдущего. Он просто продолжает размягчаться, пока не будет достигнута стадия, на которой его можно было бы формовать.

Можно ли налить горячую воду в стакан?

Наливать горячую воду в стакан можно, только если она не такая уж и горячая! Существует универсальная теория, которая гласит, что всякий раз, когда материал поглощает тепло, он обязательно расширяется.

То же самое и со стеклом.

Когда вы наливаете в стакан исключительно горячую воду, он обязательно треснет, так как внутренний слой стекла будет поглощать тепло и, таким образом, расширяться.

Сохраняет ли стекло тепло?

Стекло — отличный изолятор и плохой проводник тепла. Это позволяет стеклу достаточно хорошо сохранять тепло.

По той же причине стекло считается хорошим вариантом при выпекании пирогов, так как оно поглощает больше тепла, чтобы выпекать быстрее.

Кроме того, любой материал, который имеет тенденцию сопротивляться передаче тепловой энергии, называется изолятором.

Заключение

Стекло плохо проводит тепло по сравнению с металлами и алмазами. Факторами, способствующими плохой теплопроводности, являются его некристаллическая аморфная структура и низкая теплопроводность 0,8 Дж / с.м ° C. Низкая теплопроводность стекла означает, что оно нагревается медленнее по сравнению с металлами, и это делает стекло отличным теплоизолятором, а не проводником тепла.

Погрузитесь и откройтесь: горячие темы Expedition 10

Одежда для воды в Антарктике: ныряние в холодной воде и сухие костюмы

Джефф Годфри, специалист по безопасности дайвинга, Университет Коннектикута,
, и Кейт Мадин,

Если вы когда-либо слишком долго искупались в океане или слишком долго бездельничали в ванне, вы знаете, что пребывание в воде может быть пугающим. Вода отводит тепло от вашего тела в 25 раз быстрее, чем воздух, поэтому в воде вы остываетесь гораздо быстрее.

Внутренняя температура человеческого тела должна оставаться в узком диапазоне около 37 ° C (98.6 ° F) для нормальной работы. Снижение внутренней температуры человека более чем на 1 ° C (1,8 ° F) может вызвать физические и умственные нарушения, увеличивая вероятность травм и смерти. Температура тела ниже 35 ° C (95 ° F) называется «переохлаждением» и представляет собой опасное для жизни состояние.

Аквалангистам, которые часто проводят под водой час или больше, нужны способы согреться даже в тропической воде. В большинстве случаев дайверы используют гидрокостюмы — покрытия тела, которые изолируют дайвера, чтобы уменьшить потери тепла. Но в действительно холодной воде гидрокостюма недостаточно, и человек может быстро замерзнуть.

Чтобы согреться, дайверы окружают себя чем-то, что защищает от холода. Вода очень хорошо проводит тепло, а воздух — нет, что делает воздух отличным изолятором.

Первой эффективной защитой от холодной воды стал гидрокостюм из вспененного неопрена, покрытие для тела из гибкого вспененного материала, содержащего мелкие пузырьки воздуха. Гидрокостюмы, как следует из названия, изолируют дайвера даже во влажном состоянии.

Однако у гидрокостюма есть ограничения. Он не может хорошо изолировать воду в очень холодной воде, и по мере того, как дайвер погружается глубже, давление воды увеличивается, сжимая пузырьки гидрокостюма меньше и уменьшая его изолирующие свойства.Поэтому в более глубокой или холодной воде дайверам нужно что-то получше — костюмы, которые сохранят их сухость.

«Сухой костюм» представляет собой водонепроницаемое водонепроницаемое покрытие, которое надевается поверх длинного нижнего белья, с воздухом внутри костюма для изоляции. Ключ к сохранению тепла — это надевание правильных слоев под ним. Современное нижнее белье для гидрокостюмов хорошо изолирует даже во влажном состоянии. Водолазы в холодной воде часто носят два слоя — тонкий внутренний слой и внешний слой, обычно это тяжелый комбинезон из изоляционной ткани.

Дайверы теряют много тепла из-за головы, поэтому они надевают капюшоны для утепления.В очень холодной воде дайверы часто надевают специальный «ледяной капюшон», закрывающий большую часть лица. Даже тогда части лица дайвера, подвергшиеся воздействию холодной воды — губы, щеки и нос — онемели. Чтобы решить эту проблему, некоторые надевают маску, полностью закрывающую лицо.

Руки тоже быстро холодеют, теряют чувствительность и силу. Повторное воздействие холода может повредить нервы, поэтому важно держать руки в тепле. «Сухие перчатки» прикрепляются к костюму и пропускают теплый воздух от костюма к рукам.Если ваши руки начинают мерзнуть, вы можете поднять их над головой, и воздух в вашем костюме поднимется, наполнив перчатки теплым воздухом.

Надевание снаряжения для погружения в холодной воде часто является более тяжелой работой, чем само погружение. Сухие костюмы, сухие перчатки, полнолицевые маски и капюшоны тяжелые и громоздкие, и дайвер должен все это надевать, находясь над водой. Изолирующий воздух в гидрокостюме также заставляет дайверов плавать. Чтобы противодействовать этому, они носят свинцовые утяжелители на поясе. В холодной воде, когда дайверы носят более толстое нижнее белье и имеют больше воздуха в костюмах, они часто носят лишний вес более чем на 30 фунтов.Добавьте к этому вес костюма, ласт, акваланга, регулятора (устройство, которое подает воздух к водолазу) плюс компенсатор плавучести (BC, надувной жилет), снаряжение для холодной воды может весить более 100 фунтов ( 45 килограмм).

Попав в воду, проблем может быть больше. В очень холодной воде воздушный клапан регулятора акваланга может замерзнуть, когда влага в дыхании дайвера коснется регулятора холода. Регуляторы обычно застывают в «открытом» положении, поэтому дайвер получает слишком много воздуха — лучше, чем не получать его! Из-за этой проблемы многие дайверы в холодной воде используют два независимых регулятора акваланга для дополнительной безопасности.Клапан, добавляющий воздух в костюм водолаза и компенсатор плавучести, также может замерзнуть, что может привести к неконтролируемому всплытию неподготовленного дайвера на поверхность.

Несмотря на потенциальные проблемы с морозильным оборудованием, громоздкими костюмами, холодными лицами и руками, хорошо обученный и экипированный научный дайвер может безопасно нырять и работать в самых холодных местах на Земле, таких как Антарктида.

[Назад
наверх]

Как вода является хорошим проводником электричества?

Спрашивает: Роберт Поуп

Ответ

Вода сама по себе не является проводником электричества. Чтобы вещество могло нести заряд, сначала должны быть выполнены два условия:

1. В веществе должны быть заряженные частицы (ионы или электроны) и
2. Эти частицы должны свободно двигаться. Это правда, что в воде (H ₂ O) отдельные молекулы могут двигаться свободно, однако они не несут заряда.

Единственная причина, по которой вода иногда может проводить электричество, — это уже минералы (металлические твердые частицы).

присутствует в воде.

Ответил: Шон Глэдман, студент BHS

Частично справа, но:

Сама вода содержит 1 * 10 ^-7 моль / литр положительно заряженного H + и

то же количество

отрицательно заряженного HO- (ph 7), приводящего к проводимости

приблизительно 0,055 ‘Сименс / см (18,2 МОм) для чистой воды при 25 ° C

(по сравнению с дождевой водой 35 — 100 футов Сименс / см в зависимости от

Air Polution, река (Рейн, Германия) 300-745 футов сименс / см, море 42

000 Сименс / см

Высокая проводимость соленой воды — это ионы соли, но вода имеет

в любом случае количество ионов

Ответил: Ральф Биль, Ph.D Физика, Университет Майнца, Институт физики

Основным фактором, объясняющим, почему легче получить шок, когда речь идет о воде, является то, что вода

жидкость, распространяется по поверхности и в укромные уголки и щели вашей кожи намного лучше, чем при контакте с

твердое тело будет, таким образом, увеличивая подверженность поверхности вашей кожи поражению электрическим током.

Ответил: Howie Soucek

Еще одно явление, которое может произойти, если вы попытаетесь подвергнуть воду воздействию высокого электрического потенциала, заключается в том, что она начнет ионизоваться, т.е.е. вы начинаете создавать ионы в воде только из-за сильного электрического поля. Тогда вы можете создать ионный след, очень похожий на тот, который создается в воздухе во время молнии, где проводимость становится очень высокой. Этот след становится проходом для тока почти без сопротивления.

Ни в коем случае не допускайте попадания молнии и электричества вокруг влажных вещей.

Ответил: Антон Скоруцак, PhysLink.com

Что такое теплопроводность?

Диаграмма, показывающая передачу тепловой энергии посредством теплопроводности.Кредит: Безграничный

Тепло — интересный вид энергии. Он не только поддерживает жизнь, делает нас комфортными и помогает готовить пищу, но и понимание его свойств является ключом ко многим областям научных исследований. Например, знание того, как передается тепло и степень, в которой различные материалы могут обмениваться тепловой энергией, управляет всем: от обогревателей здания и понимания сезонных изменений до отправки кораблей в космос.

Тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.Из них кондукция, пожалуй, самая распространенная и регулярно встречается в природе. Короче говоря, это передача тепла посредством физического контакта. Это происходит, когда вы нажимаете рукой на оконное стекло, когда вы ставите горшок с водой на активный элемент и когда вы кладете утюг в огонь.

Этот перенос происходит на молекулярном уровне — от одного тела к другому — когда тепловая энергия поглощается поверхностью и заставляет молекулы этой поверхности двигаться быстрее. В процессе они натыкаются на своих соседей и передают им энергию — процесс, который продолжается до тех пор, пока добавляется тепло.

Процесс теплопроводности зависит от четырех основных факторов: градиента температуры, поперечного сечения материалов, длины пути и свойств этих материалов.

Температурный градиент — это физическая величина, которая описывает, в каком направлении и с какой скоростью изменяется температура в определенном месте. Температура всегда течет от самого горячего источника к самому холодному, потому что холод — это не что иное, как отсутствие тепловой энергии. Этот переход между телами продолжается до тех пор, пока разница температур не исчезнет и не наступит состояние, известное как тепловое равновесие.

Поперечное сечение и длина пути также являются важными факторами. Чем больше размер материала, участвующего в переносе, тем больше тепла необходимо для его нагрева. Кроме того, чем больше площадь поверхности подвергается воздействию открытого воздуха, тем выше вероятность потери тепла. Поэтому более короткие объекты с меньшим поперечным сечением — лучший способ минимизировать потери тепловой энергии.

Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольным стержнем. Скорость переноса частично зависит от толщины материала (представ.пользователя A). Кредит: Безграничный

И последнее, но не менее важное, это физические свойства используемых материалов. По сути, когда дело доходит до теплопроводности, не все вещества одинаковы. Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, являются плохими проводниками тепла.

Эти проводящие свойства оцениваются на основе «коэффициента», который измеряется относительно серебра.В этом отношении серебро имеет коэффициент теплопроводности 100, тогда как другие материалы имеют более низкий рейтинг. К ним относятся медь (92), железо (11), вода (0,12) и дерево (0,03). На противоположном конце спектра находится идеальный вакуум, который не может проводить тепло, и поэтому оценивается как нулевой.

Материалы, плохо проводящие тепло, называются изоляторами. Воздух с коэффициентом проводимости 0,006 является исключительным изолятором, поскольку он может удерживаться в замкнутом пространстве.Вот почему в искусственных изоляторах используются воздушные отсеки, такие как окна с двойным остеклением, которые используются для сокращения счетов за отопление. По сути, они действуют как буферы от потерь тепла.

Перо, мех и натуральные волокна являются примерами натуральных изоляторов. Эти материалы позволяют птицам, млекопитающим и людям оставаться в тепле. Морские каланы, например, живут в океанических водах, которые часто очень холодные, а их роскошный густой мех согревает их. Другие морские млекопитающие, такие как морские львы, киты и пингвины, полагаются на толстый слой жира (он же.жир) — очень плохой проводник — чтобы предотвратить потерю тепла через кожу.

Та же самая логика применяется к изоляции домов, зданий и даже космических кораблей. В этих случаях методы включают либо воздушные карманы между стенами, стекловолокно (которое задерживает воздух) или пену высокой плотности. Космические аппараты представляют собой особый случай и используют изоляцию в виде пенопласта, армированного углеродного композитного материала и плиток из кварцевого волокна. Все они плохо проводят тепло и, следовательно, предотвращают потерю тепла в космосе, а также предотвращают попадание экстремальных температур, вызванных атмосферным входом, в кабину экипажа.

Электропроводность, как показано при нагревании металлического стержня пламенем. Кредит: Высшее образование Томсона.

Законы теплопроводности очень похожи на закон Ома, регулирующий электрическую проводимость. В этом случае хороший проводник — это материал, который позволяет электрическому току (то есть электронам) проходить через него без особых проблем. Электрический изолятор, напротив, представляет собой любой материал, внутренние электрические заряды которого не текут свободно, и поэтому очень трудно проводить электрический ток под действием электрического поля.

В большинстве случаев материалы, которые плохо проводят тепло, также плохо проводят электричество. Например, медь хорошо проводит тепло и электричество, поэтому медные провода так широко используются в производстве электроники. Золото и серебро еще лучше, и там, где цена не является проблемой, эти материалы также используются при строительстве электрических цепей.

И когда кто-то хочет «заземлить» заряд (т.е.е. нейтрализовать его), они отправляют его через физическое соединение с Землей, где теряется заряд. Это обычное дело для электрических цепей, в которых присутствует незащищенный металл, гарантирующий, что люди, случайно вступившие в контакт, не будут поражены электрическим током.

Это вид носовой части космического корабля «Дискавери», построенного из жаропрочных углеродных композитов. Предоставлено: НАСА.

Изоляционные материалы, такие как резина на подошвах обуви, используются для защиты людей, работающих с чувствительными материалами или вблизи источников электрического тока, от электрических разрядов.Другие изоляционные материалы, такие как стекло, полимеры или фарфор, обычно используются в линиях электропередач и высоковольтных передатчиках мощности, чтобы обеспечить передачу энергии в цепи (и ничего больше!)

Короче говоря, проводимость сводится к передаче тепла или передачи электрического заряда. И то, и другое происходит в результате способности вещества позволять молекулам передавать энергию через них.

Разработан теплопроводящий пластик

Ссылка :
Что такое теплопроводность? (2014, 9 декабря)
получено 11 сентября 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2014-12-what-is-heat-constraction.html

Этот документ защищен авторским правом.