Каким способом теплопередачи происходит нагревание квартиры зимой

Виды теплопередачи в быту, их учет и использование

Основные виды теплопередачи в быту — это перераспределение температур путем нагрева, излучения или конвекции. Разные материалы имеют отличные друг от друга свойства. Хорошими проводниками являются все металлические изделия.

Классификация

Существуют основные виды теплопередачи в быту: теплопроводность (между твердыми телами), конвекция (имеет отношение к газовым средам), излучение (передача тепла бесконтактным способом). Теплопередача обозначает действие преобразования энергии внутри предмета без осуществления внешнего воздействия на него. Перенос тепла происходит благодаря внутренним процессам.

Виды теплопередачи в быту:

• Перенос энергии от разогретой подошвы утюга к тканям.
• Нагрев металлической вставки рукоятки ножа после опускания его кончика в кипящую воду.
• Ручка металлического половника становится огненной, после опускания его в горячий суп.
• Нагрев плафона освещения от лампы накаливания, размещенной внутри люстры.

Перечисленные процессы описывают только некоторые виды теплопередачи в быту. Нагрев воздуха от батареи является примером конвекции, когда энергия пассивно передается от твердого тела газообразному веществу. Этот процесс описывают взаимодействием молекул между собой.

Материалы

Рассматривать примеры теплопередачи в природе и быту проще всего на металлических предметах. Они обладают самыми высокими показателями теплопроводности. К таким относят медные стержни (штативы, проволоку, трубы, пружины), сталь и сплавы.

Доказательством теплопередачи является стеклянный термометр. Стальная ножка контактирует с ртутью, нагревается человеческим телом. Жидкое вещество начинает расширяться, что мы видим по встроенной шкале.

Пластмассы тоже хорошо передают тепло. Этот процесс мы наблюдаем в процессе зарядки смартфона, планшета или ноутбука. Задняя крышка всегда более тёплая. Там и происходит перераспределение внутренней энергии.

Изученные виды теплопередачи в природе, быту используются повсеместно. В обычном чайнике тепло от металлического корпуса передается жидкости. А она в свою очередь нагревает ручку из пластмассового материала. Передача энергии в последнем случае осуществляется за счет пара.

Закономерности вокруг нас

Теплопередача в природе, технике, быту зависит от множества условий. Соприкасаемые друг с другом материалы передают энергию по-разному. Это мы можем увидеть на примере обычного окна. Между стеклянными поверхностями задуман промежуток из воздушной прослойки. Последняя слабо передает тепло.

Стеклянные поверхности быстро принимают и отдают энергию. Пористые материалы обладают практически нулевой теплопроводностью. Поэтому их используют для утепления фасадов зданий при строительстве.

Доказательством различной теплопроводности является одежда, сделанная из различных по свойствам тканей. Шерсть и другие ворсистые материалы плохо проводят тепло. А плащевка (синтетика) пропускает энергию моментально. Поэтому в изделиях из таких тканей холодно зимой.

Закономерности дома

По утрам наливая кружку горячего чая, какие мы можем увидеть виды теплопередачи? Их учёт и использование в быту будет выглядеть так:

• Кружка горячего чая помещается в подстаканник из слабо проводящего тепло материала. Часто этот вариант используется проводниками в поездах.
• Металлические кастрюли оборудуются крышками с ручками из пробкового дерева либо пластмассы. Последние материалы практически не нагреваются.
• Ручки ножей, ложек, половников также оформляются пластиковыми вставками.
• У газовых и электрических плит поверхность духового шкафа покрывается фольгированным материалом, способным отражать тепло. А между корпусом и нагревающимися элементами предусмотрены воздушные зазоры.

Для рационального потока воздуха в комнате форточки на окнах располагаются наверху. Тепло всегда поднимается, а холодный воздух с улицы помогает равномерно распределяться энергии в помещении. Когда мы открываем окно, мерзнут в первую очередь именно ноги. Эта неравномерность выравнивается за счет конвекции.

Отличия

Существуют свои особенности различных видов теплопередачи. У конвекции преимущественно перенос тепла происходит за счет смешивания газов. Молекулы передают энергию за счет соприкосновения. В конце процесса температура в замкнутом объеме выравнивается. После закрытия окна в комнате температура воздуха одинакова везде, если нет других источников тепла или холода.

Теплопередача зависит от вида материала. Так, сталь и медь после соприкосновения будут отличаться по температуре. Это объясняется различными свойствами передачи энергии. Нагретый металлический предмет не нагревает пробковый материал. Ложка в стакане чая раскаляется так, что невозможно ее взять в руки. Однако она может быть изготовлена из алюминиевого сплава, а он обладает низкой теплопроводностью.

Излучение наблюдают во всех вышеперечисленных примерах. За счет этого явления происходит незначительная потеря энергии. В бытовых приборах это явление наблюдается особенно сильно: в нагревателях, утюгах, паяльниках. Заметить лучи можно, поднося руку на расстоянии к поверхности нагрева. Ощущаться должно небольшое тепло — это происходит за счет инфракрасного излучения.

Излучение

Используются все виды теплопередачи в природе, быту, технике. Излучение инфракрасного спектра можно встретить в медицинских приборах. Оно положительно влияет на поверхность тела. Таким образом прогревают мышцы, суставы, внутренние органы.

В природе главным источником тепла являются солнечные лучи. Именно излучением согревается планета Земля. Все растения питаются этой энергией. Моря и океаны, воздух приходят в движение. Ветра образуются под влиянием инфракрасного спектра.

Излучение учитывают при производстве всех бытовых приборов, работающих от электрического тока. Телефонные мобильные аппараты греются постоянно. Именно поэтому не рекомендуется располагать смартфоны в области сердца.

Доказательства закономерностей опытами

Для проведения простого эксперимента потребуется медный провод небольшой длины. Оголяют два конца, один из которых берут в руку. Второй помещают над огнем или в кипящую воду.

Постепенно оба конца становятся горячими. Но в области изоляции провод можно спокойно удерживать. Это есть доказательство теплопроводности. Для опыта с конвекцией достаточно открыть окно. Предметы внизу будут более холодными, чем у потолка. После закрытия форточки температура тел сравняется.

Излучение можно ощутить от любого нагретого предмета. На расстоянии ощущается передача тепла. При таянии льда на расстоянии ощущается и холод. Невидимые лучи можно почувствовать рукой, если засунуть её в пространство морозилки холодильника.

Теплопроводность ощущается при работе стиральной машины. Достаточно потрогать крышку люка при нагреве воды. Воск на свече нужен для снижения теплоотдачи, чтобы она горела дольше.

Опыты с различными материалами

Доказательство теплопроводности можно получить путем нагрева стальной и серебряной ложек. Два металла имеют различные свойства передачи энергии. На конец ручки каждой ложки нужно нанести воск. Далее нагревают оба предмета от одинакового источника тепла с другой стороны.

У стальной ложки воск растает гораздо раньше, что говорит о лучшей теплопроводности. Вместо воска можно взять кусочек замороженного сливочного масла или маргарина для опыта в домашних условиях.

Второй опыт доказывает зависимость теплопроводности от цвета материала. Потребуется темный и светлый чайники. Оба сосуда нагревают до кипения в них воды и засекают время остывания каждого.

По законам физики темный чайник остывает дольше. Это доказывает, что светлые материалы нагреваются меньше. Поэтому в жаркое время носят белые панамки. Ведь солнечные лучи притягиваются черной тканью.

В мороз же мы носим теплые шарфы, чтобы не произошло обледенение лица. Так, в шерстяной варежке рука абсолютно не мерзнет в морозилке. Это говорит о низкой теплопроводности материала.

Источник

Проверочный тест Виды теплопередачи 8 класс

Проверочный тест Виды теплопередачи 8 класс с ответами. Тест содержит 2 варианта, каждый включает по 8 заданий.

Вариант 1

1. На каком способе теплопередачи основано водяное отопление?

а) теплопроводности
б) конвекции
в) излучении

2. Двойные рамы предохраняют от холода, потому что воздух, находящийся между ними, обладает … теплопроводностью.

а) хорошей
б) плохой

3. Какие вещества имеют наибольшую теплопроводность?

а) бумага
б) солома
в) серебро
г) чугун

4. Какие вещества имеют наименьшую теплопроводность?

а) бумага
б) солома
в) серебро
г) чугун

5. В какой цвет окрашивают части наружные поверхности самолетов, искусственных спутников Земли, воздушных шаров, чтобы избежать их перегрева?

а) в светлый, серебристый цвет
б) в темный цвет

6. К дощечке прибиты два одинаковых листа белой жести. Внутренняя поверхность одного из них покрыта копотью, а другая оставлена блестящей. К наружной поверхности листов приклеены воском спички. Между листами помещают металлический шарик. Одновременно ли отпадут спички от листов жести?

а) одновременно
б) от закопченной поверхности спички отпадут раньше
в) от блестящей поверхности спички отпадут раньше

7. Изменится ли температура тела, если оно больше поглощает энергии излучения, чем испускает?

а) тело нагреется
б) тело охлаждается
в) температура тела не изменяется

8. В каком направлении будет перемещаться воздух в жаркий летний день?

Вариант 2

1. Каким способом теплопередачи происходит нагревание воды в кастрюле на газовой плите?

а) теплопроводностью
б) конвекцией
в) излучением

2. Чтобы плодовые деревья не вымерзли, их приствольные круги на зиму покрывают опилками. Опилки обладают … теплопроводностью.

а) хорошей
б) плохой

3. Какие вещества имеют наибольшую теплопроводность?

а) воздух
б) мех
в) алюминий
г) свинец

4. Какие вещества имеют наименьшую теплопроводность?

а) воздух
б) мех
в) алюминий
г) свинец

5. В каком из перечисленных тел теплопередача происходит главным образом путем теплопроводности?

а) воздух
б) кирпич
в) вода

6. Одна колба покрыта копотью, другая побелена известью. Они наполнены горячей водой одинаковой температуры. В какой колбе быстрее остынет вода?

а) в побеленной колбе
б) в закопченной колбе
в) в обеих колбах температура воды будет понижаться одинаково

7. Можно ли предсказать какое направление будет иметь ветер у моря с наступлением осенней холодной погоды?

а) нельзя
б) с моря на сушу
в) с суши на море
г) днем с суши на море, а ночью с моря на сушу

8. Воздух в комнате нагревается радиатором водяного отопления. В каком направлении он перемещается?

Ответы на проверочный тест Виды теплопередачи 8 класс
Вариант 1
1-б
2-б
3-вг
4-аб
5-а
6-б
7-а
8. На берегу водоемов в жаркий летний день вода нагревается Солнцем медленнее, чем суша. Соответственно воздух над сушей нагревается сильнее, чем над водой. Его плотность уменьшается, уменьшается и давление. Над сушей оно меньше, чем над водой, поэтому холодный воздух перемещается с воды на сушу, то есть дует ветер. Ночью, наоборот, суша охлаждается быстрее, чем вода, и над сушей воздух холоднее, чем над водой — ветер дует от суши к воде.
Вариант 2
1-б
2-б
3-вг
4-аб
5-б
6-б
7-в
8. В комнате теплый воздух будет подниматься от радиатора вверх, а на его место будет поступать более прохладный. Получится конвекционный поток, в котором вдоль пола (а батарею вешают именно близко к полу) двигаться к радиатору, а вдоль потолка растекаться от радиатора.

Источник

За окном мороз: пять способов сделать квартиру теплее

Зимой квартирное отопление не всегда справляется с холодами, и столбик комнатного термометра падает до 14-15 °C тепла. Это может быть связано с удаленностью дома от котельной, слабым нагревом теплоносителя, неправильной разводкой труб отопления или большими теплопотерями через стены, полы и окна. Письма в инстанции и административные способы урегулирования вряд ли приведут к положительному результату в этом же отопительном сезоне. Максимум, что вам смогут предложить, — это пересчитать сумму платежей в меньшую сторону.

Как сделать квартиру теплой, никого, кроме нас самих, не волнует. Редакция «РБК-Недвижимости» пристально изучила вопрос и нашла несколько решений, способных согреть квартиру зимой.

Самый простой и быстрый способ — купить мобильный нагреватель: инфракрасный, тепловентилятор, масляный радиатор или конвектор. Первые два типа локально нагревают воздух около постели или у балкона, но плохо помогают центральному отоплению. Вторые равномерно обогревают помещение по типу обычных батарей. Конвектор делает это быстрее, а масляному радиатору потребуется время для выхода на заданную мощность. Очевидно, все эти электрические приборы не способствуют экономии. При относительно небольшой начальной цене техники (от 1000 руб. и выше) 1-2 кВт будут утекать каждый час. Да и мощности внутриквартирной электросети для одновременной работы электрического чайника, обогревателя и стиральной машины может не хватить.

Тепло из воздуха

Некоторые сплит-системы (кондиционеры с внутренним и внешним блоками) способны охлаждать воздух летом и нагревать его в межсезонье и зимой за счет принципа теплового насоса. В жаркую пору излишнее тепло сбрасывается на улицу, в холодную забирается любое количество тепла из атмосферы, то есть наружный и внутренний блок меняются ролями. Таким образом, реверсивные кондиционеры могут поставлять теплый воздух даже при отрицательных температурах за окном. Ввиду того что в устройстве нет нагревающих элементов, потребляется в три-четыре раза меньше энергии. На один потребляемый киловатт сплит-системы выделяют 3-4 кВт тепла.

Пассивное тепло

По словам специалистов, 25% тепла уходит через окна, поэтому стоит обратить внимание на их состояние. Старые деревянные конструкции мало способствуют сохранению тепла, а фурнитура пластиковых рам со временем разбалтывается, вследствие чего нарушается герметичность. В любом случае стоит монтировать современные теплосберегающие окна с повышенным сопротивлением теплопередачи, минимум 0,55 1 кв. м * С / Вт.

Остекление балкона, даже без утепления, улучшит теплоизоляцию на 15-20%. Особо стоит обратить внимание на отделку оконных откосов. Порой недостаточно просто их выровнять и покрасить, а требуется серьезное утепление пенополистиролом или минеральной ватой с последующим оштукатуриванием или отделкой гипсокартоном. В продаже есть и готовые панели.

Угловые внешние стены на северной стороне дома не прибавляют тепла, особенно в старых панельных домах. Хорошо, если планируется фасадное утепление всех стен снаружи, но не везде будет капитальный ремонт. Если утеплить стены изнутри, объем комнаты уменьшится, зато станет намного теплее.

Теплые полы

В процессе ремонта квартиры не стоит пренебрегать монтажом электрических теплых полов. Напомним, что водяные системы использовать в квартирах запрещено. Специальный нагревательный кабель укладывают в стяжку или прямо в клей при замене плитки. Пленочные полы вообще монтируют под паркетную доску, ламинат или линолеум по сухой технологии. Подобный дополнительный обогрев самый приятный для человека. Тепло мягко поднимается от пола по всей поверхности. За счет низкой температуры (24-25 ° С) нет излишнего перегрева и иссушения воздуха.

На первых этажах холод пробирается в квартиру снизу, утеплить полы можно дополнительно. Во время капремонта слой утеплителя кладут под новую стяжку. Неплохо изолирует техническая пробка и фольгированный пенофол. Их тонкий слой сделает пол теплее.

Не рекомендуется менять батареи зимой, хотя это вполне допустимо. Все зависит от лояльности ЖЭКа, технических условий и морозов. Отключения на два-три часа, которые потребуются квалифицированным слесарям, будет вполне достаточно для проведения всех работ.

Дело в том, что старые чугунные радиаторы, да и стальные конвекторы со временем забиваются ржавчиной и грязью. От этого их теплоотдача существенно снижается. Кроме того, современные радиаторы отличаются не только внешним дизайном, но и соотношением конвекционной составляющей обогрева и теплового излучения. Развитая внешняя поверхность хорошо передает тепло, а внутренние каналы обеспечивают поток воздуха. Количество секций радиатора рассчитывается исходя из 100 Вт на 1 кв. м площади помещения с высотой потолков 2,6-2,8 м. Если же температура теплоносителя ниже 70 ° С, следует взять мощность с запасом в 1,5-2 раза.

Источник