Каким способом осуществляется теплопередача между телами разделенными безвоздушным пространством

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

1. Существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность можно наблюдать на следующем опыте. Если к металлическому стержню с помощью воска прикрепить несколько гвоздиков (рис. 68), закрепить один конец стержня в штативе, а другой нагревать на спиртовке, то через некоторое время гвоздики начнут отпадать от стержня: сначала отпадет тот гвоздик, который ближе к спиртовке, затем следующий и т.д.

Это происходит потому, что при повышении температуры воск начинает плавиться. Поскольку гвоздики отпадали не одновременно, а постепенно, можно сделать вывод, что температура стержня повышалась постепенно. Следовательно, постепенно увеличивалась и внутренняя энергия стержня, она передавалась от одного его конца к другому.

2. Передачу энергии при теплопроводности можно объяснить с точки зрения внутреннего строения вещества. Молекулы ближнего к спиртовке конца стержня получают от неё энергию, их энергия увеличивается, они начинают более интенсивно колебаться и передают часть своей энергии соседним частицам, заставляя их колебаться быстрее. Те, в свою очередь передают энергию своим соседям, и процесс передачи энергии распространяется по всему стержню. Увеличение кинетической энергии частиц приводит к повышению температуры стержня.

Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другому или от одной части тела к другой передается энергия.

Процесс передачи энергии от одного тела к другому или от одной части тела к другой благодаря тепловому движению частиц называется теплопроводностью.

3. Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает. Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.

Ещё более плохой теплопроводностью обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.

Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими — сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.

4. Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.

Если на дно колбы с водой аккуратно через трубочку опустить кристаллик марганцево-кислого калия и нагревать колбу снизу так, чтобы пламя касалось её в том месте, где лежит кристаллик, то можно увидеть, как со дна колбы будут подниматься окрашенные струйки воды. Достигнув верхних слоёв воды, эти струйки начнут опускаться.

Объясняется это явление так. Нижний слой воды нагревается от пламени спиртовки. Нагреваясь, вода расширяется, её объём увеличивается, а плотность соответственно уменьшается. На этот слой воды действует архимедова сила, которая выталкивает нагретый слой жидкости вверх. Его место занимает опустившийся вниз холодный слой воды, который, в свою очередь, нагреваясь, перемещается вверх и т.д. Следовательно, энергия в данном случае переносится поднимающимися потоками жидкости (рис. 69).

Подобным образом осуществляется теплопередача и в газах. Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла (рис. 70), то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.

Теплопередача, которая осуществляется в этом опыте и в опыте, изображенном на рисунках 69, 70, называется конвекцией.

Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа.

Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.

5. Третий вид теплопередачи — излучение. Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.

Если закрепить металлическую коробочку (теплоприёмник), одна сторона которой блестящая, а другая чёрная, в штативе, соединить коробочку с манометром, а затем налить в сосуд, у которого одна поверхность белая, а другая чёрная, кипяток, то, повернув сосуд к чёрной стороне теплоприёмника сначала белой стороной, а затем чёрной, можно заметить, что уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, понизится. При этом он сильнее понизится, когда сосуд обращён к теплоприёмнику чёрной стороной (рис. 71).

Понижение уровня жидкости в манометре происходит потому, что воздух в теплоприёмнике расширяется, это возможно при нагревании воздуха. Следовательно, воздух получает от сосуда с горячей водой энергию, нагревается и расширяется. Поскольку воздух обладает плохой теплопроводностью и конвекция в данном случае не происходит, т.к. плитка и теплоприёмник располагаются на одном уровне, то остаётся признать, что сосуд с горячей водой излучает энергию.

Опыт также показывает, что чёрная поверхность сосуда излучает больше энергии, чем белая. Об этом свидетельствует разный уровень жидкости в колене манометра, соединённом с теплоприёмником.

Чёрная поверхность не только излучает больше энергии, но и больше поглощает. Это можно также доказать экспериментально, если поднести включённую в сеть электроплитку сначала к блестящей стороне тенлоприёмника, а затем к чёрной. Во втором случае жидкость в колене манометра, соединённом с теплоприёмником, опустится ниже, чем в первом.

Таким образом, чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.

Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. В твёрдых телах теплопередача может осуществляться путём

1) конвекции
2) излучения и конвекции
3) теплопроводности
4) конвекции и теплопроводности

2. Теплопередача путём конвекции может происходить

1) только в газах
2) только в жидкостях
3) только в газах и жидкостях
4) в газах, жидкостях и твёрдых телах

3. Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделёнными безвоздушным пространством?

1) только с помощью теплопроводности
2) только с помощью конвекции
3) только с помощью излучения
4) всеми тремя способами

4. Благодаря каким видам теплопередачи в ясный летний день нагревается вода в водоёмах?

1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) излучение и теплопроводность
4) конвекция и теплопроводность

5. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?

1) только теплопроводность
2) только конвекция
3) только излучение
4) только теплопроводность и излучение

6. Какой(-ие) из видов теплопередачи сопровождается(-ются) переносом вещества?

1) только теплопроводность
2) конвекция и теплопроводность
3) излучение и теплопроводность
4) только конвекция

7. В таблице приведены значения коэффициента, который характеризует скорость процесса теплопроводности вещества, для некоторых строительных материалов.

В условиях холодной зимы наименьшего дополнительного утепления при равной толщине стен требует дом из

1) газобетона
2) железобетона
3) силикатного кирпича
4) дерева

8. Стоящие на столе металлическую и пластмассовую кружки одинаковой вместимости одновременно заполнили горячей водой одинаковой температуры. В какой кружке быстрее остынет вода?

1) в металлической
2) в пластмассовой
3) одновременно
4) скорость остывания воды зависит от её температуры

9. Открытый сосуд заполнен водой. На каком рисунке правильно изображено направление конвекционных потоков при приведённой схеме нагревания?

10. Воду равной массы нагрели до одинаковой температуры и налили в две кастрюли, которые закрыли крышками и поставили в холодное место. Кастрюли совершенно одинаковы, кроме цвета внешней поверхности: одна из них чёрная, другая блестящая. Что произойдёт с температурой воды в кастрюлях через некоторое время, пока вода не остыла окончательно?

1) Температура воды не изменится ни в той, ни в другой кастрюле.
2) Температура воды понизится и в той, и в другой кастрюле на одно и то же число градусов.
3) Температура воды в блестящей кастрюле станет ниже, чем в чёрной.
4) Температура воды в чёрной кастрюле станет ниже, чем в блестящей.

11. Учитель провёл следующий опыт. Раскалённая плитка (1) размещалась напротив полой цилиндрической закрытой коробки (2), соединённой резиновой трубкой с коленом U-образного манометра (3). Первоначально жидкость в коленах находилась на одном уровне. Через некоторое время уровни жидкости в манометре изменились (см. рисунок).

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт излучения.
2) Передача энергии от плитки к коробке осуществлялась преимущественно за счёт конвекции.
3) В процессе передачи энергии давление воздуха в коробке увеличивалось.
4) Поверхности чёрного матового цвета по сравнению со светлыми блестящими поверхностями лучше поглощают энергию.
5) Разность уровней жидкости в коленах манометра зависит от температуры плитки.

12. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Внутреннюю энергию тела можно изменить только в процессе теплопередачи.
2) Внутренняя энергия тела равна сумме кинетической энергии движения молекул тела и потенциальной энергии их взаимодействия.
3) В процессе теплопроводности осуществляется передача энергии от одних частей тела к другим.
4) Нагревание воздуха в комнате от батарей парового отопления происходит, главным образом, благодаря излучению.
5) Стекло обладает лучшей теплопроводностью, чем металл.

Источник

Каким способом может быть передана теплота в безвоздушном пространстве

Ответ или решение 2

Способы передачи тепла

Существует три вида передачи тепловой энергии:

• Теплопроводность – способ теплопередачи от более нагретого тела к менее нагретому (или внутри одного тела, нагретого неравномерно). Энергия, передающаяся этим способом пропорциональна коэффициенту теплопроводности материала и разности температур участков этого тела. Энергия передается между близлежащими атомами и молекулами тела.
• Конвекция – способ передачи тепла с помощью потоков горячего вещества, характерный для газов и жидкостей.
• Излучение – тип теплопередачи посредством электромагнитного излучения. Все нагретые тела излучают энергию, а именно электромагнитные волны. При относительно низких температурах максимум спектра такого излучения лежит в инфракрасном диапазоне, с повышением температуры смещается в область видимого излучения.

В природе, как правило, одновременно действуют несколько или все виды теплопередачи.

Передача тепла в безвоздушном пространстве

Ни конвекция, ни конвекция не могут служить для передачи тепла в безвоздушном пространстве, поскольку оба этих способа требуют взаимодействия молекул вещества. В безвоздушном пространстве имеется крайне малое количество молекул различных веществ, поэтому их взаимодействия практически не случаются.

Электромагнитное же излучение не требует для распространения вещества, поэтому может передавать теплоту в безвоздушном пространстве. Именно посредством излучения тепло передается от звезд планетам.

Тепловая энергия от одного тела к другому, в безвоздушном пространстве, передается таким видом теплопередачи, как излучение.

Излучение это вид теплопередачи, при котором тепловая энергия переносится при помощи электромагнитных волн. При этом виде теплопередачи наличие среды между телами не обязательно, может происходить и в вакууме.

Тела при помощи излучения не только излучают, но и поглощают тепловую энергию.

Источник

Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделенными безвоздушным пространством?

Физика | 5 — 9 классы

Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделенными безвоздушным пространством?

1) только с помощью теплопроводности 2) только с помощью конвекции 3) только с помощью излучения 4) всеми тремя способами.

Только с помощью излучения.

1. Теплопроводностью называют вид теплопередачи,при котором энергия?

1. Теплопроводностью называют вид теплопередачи,

при котором энергия.

А. Переносится самими частицами вещества.

Б. Передается от нагретого конца тела холодному, но само вещество при этом не перемещается.

В. Передается с помощью лучей.

2. На чем основано нагревание нижних слоев атмосферы?

3. Каков способ теплопередачи энергии стенкам стакана, в который налит горячий чай?

4. Каким способом осуществляется передача энергии

5. Какое вещество обладает наименьшей теплопроводностью?

Каким способом происходит теплопередача в утюге 1 тепловым излучением 2 теплопроводностью 3 конвекцией 4 тепловым узлучением, теплопроводностью, конвекцией 5 тепловым излучением и конвекцией?

Каким способом происходит теплопередача в утюге 1 тепловым излучением 2 теплопроводностью 3 конвекцией 4 тепловым узлучением, теплопроводностью, конвекцией 5 тепловым излучением и конвекцией.

2. Какой вид теплопередачи наблюдается при обогревании комнаты батареей водяного отопления?

2. Какой вид теплопередачи наблюдается при обогревании комнаты батареей водяного отопления?

1) теплопроводность ; 2) конвекция ; 3) излучение.

4) всеми тремя способами одинаково.

Виды теплопередачи : теплопроводность, конвекция, излучение?

Виды теплопередачи : теплопроводность, конвекция, излучение.

В твердых телах энергия передается?

В твердых телах энергия передается.

1) . всеми тремя видами теплопередачи.

1. Излучением называют вид теплопередачи, при котором энергия?

1. Излучением называют вид теплопередачи, при котором энергия.

А. Передается от нагретого конца тела холодному, но само вещество при этом не перемещается.

Б. Переносится самими частицами вещества.

В. Передается от нагретого тела с помощью лучей.

2. Какой способ теплопередачи осуществляется при

хранении продуктов в погребе?

3. Благодаря какому способу теплопередачи можно

греться у камина?

4. Каким способом передается энергия ладоням человека при быстром скольжении вниз по шесту?

5. Какое вещество обладает наибольшей теплопроводностью?

Какой премущественно вид теплопередачи осуществляется при согревании у костра?

Какой премущественно вид теплопередачи осуществляется при согревании у костра?

1)теплопроводность 2)конвекция 3)излучение 4)конвекция и теплопроводность.

Среда в которой возможна теплопроводность / концекция / излучение?

Среда в которой возможна теплопроводность / концекция / излучение?

Происходит или нет перенос вещества у теплопередач : теплопроводность, конвекция, излучение?

Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?

Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?

1) теплопроводность и конвекция

2) излучение и конвекция

3) теплопроводность и излучение

4) всеми тремя способами одинаково.

1. Какое из указанных веществ обладает наибольшей теплопроводностью?

1. Какое из указанных веществ обладает наибольшей теплопроводностью?

1) воздух 2) вода 3) металл 4) вата 2.

Как осуществляется нагревание воды внутри чайника, стоящего на газовой горелке?

1) конвекцией 2) излучением 3) теплопроводностью 4) излучением и теплопроводностью 3.

Установите соответствие между видом теплопередачи и его характеристикой.

ВИД ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ А) излучение Б) конвекция В) теплопроводность ХАРАКТЕРИСТИКА 1) этот ид теплопередачи возможен в безвоздушном пространстве 2) этот вид теплопередачи происходит при непосредственном контакте тел 3) этот вид теплопередачи сопровождается переносом вещества 4.

В каких средах не может происходить конвекция?

1) в твердых телах 2) в жидкостях 3) в газах 4) во всех агригатных состояниях вещества.

На этой странице находится вопрос Каким способом можно осуществить теплопередачу между телами, разделенными безвоздушным пространством?, относящийся к категории Физика. По уровню сложности данный вопрос соответствует знаниям учащихся 5 — 9 классов. Здесь вы найдете правильный ответ, сможете обсудить и сверить свой вариант ответа с мнениями пользователями сайта. С помощью автоматического поиска на этой же странице можно найти похожие вопросы и ответы на них в категории Физика. Если ответы вызывают сомнение, сформулируйте вопрос иначе. Для этого нажмите кнопку вверху.

Источник