Сравнительная таблица видов теплопередачи: Обощающая таблица . Виды теплопередачи

Содержание

Обощающая таблица . Виды теплопередачи

Обобщающая таблица.

Виды теплопередачи

Вид теплопередачи

определение

Существенный признак

Примеры использования в быту, в природе, в технике

Теплопроводность

Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.

Контакт тел с разной температурой или частей тела.

При теплопроводности не происходит перенос вещества от одного конца тела к другому.

Теплопроводность у различных веществ различна.

Имеют большую теплопроводность: металлы. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. Плохой теплопроводностью обладают: жидкости, газы, пористые тела. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум.

Если нужно предохранять тело от нагревания или охлаждения, то применяют вещества с малой теплопроводностью: ручки сковородок, кастрюль и т.д.

(Привести свои примеры)

Конвекция

Энергия переносится самими струями жидкости и газа.

Конвекция невозможна в твердых телах. Для того, чтобы происходила конвекция жидкости и газы нужно подогревать снизу.

Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную.

Причина образования пассатов, бризов. Отопление жилых помещений.

(Привести свои примеры)

Излучение

Перенос энергии в виде электромагнитных волн.

Может происходить в вакууме. Темные тела лучше поглощают энергию излучения и лучше её отдают. Светлые тела хорошо отражают энергию излучения энергию.

Способность тел

по – разному поглощать энергию излучения широко используется на практике. Поверхность самолетов, метеозондов. Нефтяных цистерн красят серебристой краской.

(Привести свои примеры)

Источники

Перышкин А.В. Физика 8 класс , М. Дрофа 2014г.

теплопроводность, конвекция, излучение – FIZI4KA

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.

Ответы

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

3.4 (68%) 25 votes

Что общего и чем различаются различные виды теплопередачи?

Для теплопроводности необходим контакт тел, между которыми будет происходить теплопередача. При этом температура тел должна быть разной, т. е. они не должны находится в состоянии теплового равновесия.

В основе теплопроводности лежит молекулярный механизм: молекулы с большей кинетической энергией передают ее молекулам с меньшей кинетической энергией. Т. е. более быстрые молекулы толкают более медленные, при этом их скорость выравнивается.

С помощью теплопроводности может происходить передача энергии между частями одного тела.

Теплопроводность вещества как способность проводить тепло зависит от молекулярно-атомного строения вещества. Например, металлы хорошо проводят тепло, а газы – нет, т. к. в последних молекулы находятся далеко друг от друга.

При теплопроводности теплопередача происходит за счет передачи энергии, но не переноса вещества. При конвекции теплопередача осуществляется с помощью переноса вещества.

Поэтому конвекция не может происходить в твердых веществах. Она происходит только в газах и жидкостях. Теплопроводность может происходить и в твердых телах, и в жидкостях, и в газах.

Без частиц вещества теплопроводность и конвекция невозможны. Отличие между ними в том, что при конвекции происходит перемещение больших групп частиц.

Конвекция бывает вынужденной (когда для ее появления действует внешняя сила) и естественной (подчиняющейся физическим законам). Например, нагретый газ легче холодного, поэтому поднимается вверх, – это пример естественной конвекции. Действие ветра или вентилятора создают вынужденную конвекцию.

Теплопередача за счет излучения имеет электромагнитную природу и может происходить в вакууме. Если для теплопроводности необходим контакт тел, для конвекции – перенос вещества между телами, то для теплопередачи путем излучения не требуется ни того, ни другого. Именно излучение как вид теплопередачи доставляет нам энергию от Солнца, за счет которой и «живет» Земля.

Интенсивность излучения зависит от цвета тела, которое излучает или поглощает тепло. Более темные предметы излучают и поглощают энергию посредством излучения больше, чем светлые. Теплопроводность же не зависит от цвета, а зависит от плотности вещества.

Сравнение видов теплопередачи. Примеры теплопередачи в природе и технике.

Термометр. Температурные шкалы. Градус. Абсолютная (термодинамическая) шкала температур.

Градус – единица измерения температуры.

 

 

Количество теплоты. Единицы количества теплоты. Удельная теплоёмкость, её физический смысл и единицы измерения.

Кол-во теплоты – Э. кот-ую получает или теряет тело при телопередаче.

 

Дж

 

Удельная теплоемкость – физич величина, численно равная кол-ву теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 градус Цельсия.

с, Дж

Расчёт количества теплоты, необходимого для нагревания тела или выделяемого телом при охлаждении.

 

 

c = Q/m·t Дж

 

 

Энергия топлива. Удельная теплота сгорания, её физический смысл и единицы измерения.

 

Удельная теплота сгорания топлива – физич величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

 

[q]=Дж

 

 

15. Закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах. Примеры превращения
механической энергии во внутреннюю и внутренней в механическую.

 

16. Агрегатное состояние вещества. Особенности молекулярного строения газов, жидкостей
и твёрдых тел.

Твердое, жидкое, газообразное.

 

Твёрдое тело

Состояние, характеризующееся способностью сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебания вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.

Жидкость

Состояние вещества, при котором оно обладает малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако не способно сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в который она помещена. Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия, запертые другими атомами, и часто перескакивают на другие свободные места. Присутствует только ближний порядок.



Газ

Состояние, характеризующееся хорошей сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.

 

Плавление и отвердевание кристаллических тел. Температура плавления. Графики плавления и отвердевания кристаллических и аморфных тел. Удельная теплота плавления, её физический смысл, единицы измерения. Кристаллизация тел как процесс, противоположный плавлению.

 

 

Твердое – жидкое – плавление

Жидкое – твердое – кристаллизация

Жидкое – газообразное – паровообразование

Газообразное – жидкое – конденсация

Твердое – газообразное – сублемация

Газообразное – твердое – десублемация

 

 

Удельная теплота плавления – физическая величина, показывающая какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления, и нормальном атмосферном давлении перевести его полностью в жидкое состояние.

[λ]=Дж/кг

Q= λm

 

Испарение. Насыщенный и ненасыщенный пар. Конденсация пара. Сравнение внутренней энергии жидкости и пара. Зависимость испарения от рода жидкости.

 

 

Паровообразование – переход жидкости в пар.

Бывает испарение и кипение.

Испарение – испаряется только верхний слой.

При кипении пар выходит из жидкости, из самого низа.

 

При испарении t жидкости понижается.

В жидкости внутренняя Э. больше.

 

Скорость зависит от:

  1. температуры
  2. роды жидкости
  3. S свободной поверхности
  4. внешних условий

Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Ненасыщенный пар – пар, не находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

 

 

Влажность, приборы для измерения влажности.

Абсолютная влажность воздуха показывает какое кол-во водяного пара содержится в 1 м3 воздуха.

 

ρ=m/V г/м3

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного пара при данной температуре.

φ= ρ/ ρ0

ρ0 см в таблице

 

Точка росы.

Температура росы – температура, при которой водяной пар в атмосфере становится насыщенным.

 

Приборы для измерения влажности воздуха:

Гигрометры (Конденсационные и волосяные)

И

Психрометры

 

Хорошая влажность – 60%

 

 

Кипение. Удельная теплота парообразования, её физический смысл, единицы измерения.

Кипение – интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре – t кипения.

 

Кипение происходит при постоянном поступлении Э. к жидкости!

 

Удельная теплота парообразования – кол-во теплоты, необходимое для превращения 1 кг жидкости в пар.

 

 

Q=Lm [L]=Дж/кг

 

 

Работа газа и пара при расширении. Тепловой двигатель. Превращение внутренней энергии топлива в механическую на примере двигателя внутреннего сгорания и паровой турбины. КПД теплового двигателя. Тепловые двигатели и охрана природы. Альтернативные источники энергии.

Двигатель, превращающий внутреннюю Э. топлива в механическую работу, называется ТЕПЛОВЫМ.

 

  1. Паровая машина
  2. Двигатель внутреннего сгорания
  3. Турбинный двигатель
  4. Реактивный двигатель

1 нагреватель

2 рабочее тело

3 холодильник

 

 

Делимость электрического заряда. Электрон. Строение атомов. Силы, обуславливающие стабильность атома и ядра. Электрические заряды. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда.

 

 

Закон Кулона. Весы Кавендиша, единицы измерения электрического заряда.

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

 

Генри Кавендиш был первым учёным, определившим плотность Земли с удовлетворительной точностью. Он подносил свинцовый шар весом 49,5 кг к меньшим свинцовым шарам массой по 775 г каждый, которые были прикреплены к концам деревянного коромысла. В результате действия гравитационных сил, коромысло закручивалось на некий угол. Жёсткость нити была такой, что коромысло делало одно колебание за 15 минут. Угол поворота коромысла определялся с помощью луча света, пущенного на зеркальце на коромысле, и отражённого в микроскоп. Зная упругие свойства нити, а также угол поворота коромысла, можно было вычислить гравитационную постоянную по формуле:Списав закручивание нити на магнитное взаимодействие железного стержня и свинцовых шаров, Кавендиш заменил его медным, получив те же результаты. Подтвердил, что в глубинах сосредоточены тяжёлые вещества

 

Кл (Кулон)

 

 

Объяснение электрических явлений. Объяснение электризации тел с различной концентрацией свободных электронов в веществах. Использование таблицы Менделеева для оценки этой величины.

Металлы в электрическом поле. Поле внутри проводника. Диэлектрики в электрическом поле. Относительная диэлектрическая проницаемость среды. Пьезоэлектрики.

Электроскоп. Проводники и непроводники электричества.

Проводники – тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному.

Непроводники (диэлектрики) наоборот.

 

Электроскоп – прибор, для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.

 

Напряжённость как силовая характеристика электрического поля. Физический смысл напряжённости, единицы измерения. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии этих полей.

 

Напряженность – способность электрического поля действовать на вносимый заряд с определенной силой.

 

Напряженность – силовая характеристика Эл поля.

[Е]=Н/Кл

E=F/ q1

 

q – заряд, создающий поле

q1 – вносимый заряд

E=k*|q|/r2 — Напряженность поля точечного заряда

 

Для данной точки поля отношение силы, действующей на вносимый заряд к величине заряда (вносимого) – постоянная величина.

 

Силовые линии:

Плюс отдает Минус принимает

 

Однородное электрическое поле – поле, напряженность которого одинакова в любой точке пространства.

 


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Сравнительная таблица теплопроводности строительных материалов. Сравнение теплопроводности строительных материалов

Строительство коттеджа или дачного дома – это сложный и трудоемкий процесс. И для того, чтобы будущее строение простояло не один десяток лет, нужно соблюдать все нормы и стандарты при его возведении. Поэтому каждый этап строительства требует точных расчетов и качественного выполнения необходимых работ.

Одним из самых важных показателей при строительстве и отделке строения является теплопроводность строительных материалов. СНИП (строительные нормы и правила) дает полный спектр информации по данному вопросу. Ее необходимо знать, чтобы будущее здание было комфортным для проживания как в летний, так и в зимний период.

Идеальный теплый дом

От конструктивных особенностей строения и применяемых при его возведении материалов зависит комфорт и экономичность проживания в нем. Комфорт заключается в создании оптимального микроклимата внутри вне зависимости от внешних погодных условий и температуры окружающей среды. Если материалы подобраны правильно, а котельное оборудование и вентиляция установлены согласно нормам, то в таком доме будет комфортная прохладная температура летом и тепло зимой. К тому же если все материалы, используемые при строительстве, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, то расходы на энергоносители при отоплении помещений будут минимальны.

Понятие теплопроводности

Теплопроводность – это передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися телами или средами. Простыми словами теплопроводность – это способность материала проводить температуру. То есть, попадая в какую-то среду с отличающейся температурой, материал начинает принимать температуру этой среды.

Этот процесс имеет большое значение и в строительстве. Так, в доме с помощью отопительного оборудования поддерживается оптимальная температура (20-25°C). Если температура на улице будет ниже, то когда отключается отопление, все тепло из дома через некоторое время выйдет на улицу, и температура понизится. Летом происходит обратная ситуация. Чтобы сделать температуру в доме ниже уличной, приходится использовать кондиционер.

Коэффициент теплопроводности

Потеря тепла в доме неизбежна. Она происходит постоянно, когда температура снаружи меньше, чем в помещении. А вот ее интенсивность – это переменная величина. Она зависит от множества факторов, главными среди которых являются:

  • Площадь поверхностей, участвующих в теплообмене (крыша, стены, перекрытия, пол).
  • Показатель теплопроводности строительных материалов и отдельных элементов здания (окна, двери).
  • Разница между температурами на улице и внутри дома.
  • И другие.

Для количественной характеристики теплопроводности строительных материалов используют специальный коэффициент. Используя этот показатель, можно довольно просто рассчитать необходимую теплоизоляцию для всех частей дома (стены, крыша, перекрытия, пол). Чем выше коэффициент теплопроводности строительных материалов, тем больше интенсивность потери тепла. Таким образом, для постройки теплого дома лучше применять материалы с более низким показателем этой величины.

Коэффициент теплопроводности строительных материалов, как и любых других веществ (жидких, твердых или газообразных), обозначается греческой буквой λ. Единицей его измерения является Вт/(м*°C). При этом расчет ведется на один квадратный метр стены толщиной в один метр. Разница температур здесь берется 1°. Практически в любом строительном справочнике имеется таблица теплопроводности строительных материалов, в которой можно посмотреть значение этого коэффициента для различных блоков, кирпичей, бетонных смесей, пород дерева и других материалов.

Определение потерь тепла

Потери тепла в любом здании всегда есть, но в зависимости от материала они могут изменять свое значение. В среднем потеря тепла происходит через:

  • Крышу (от 15 % до 25 %).
  • Стены (от 15 % до 35 %).
  • Окна (от 5 % до 15 %).
  • Дверь (от 5 % до 20 %).
  • Пол (от 10 % до 20 %).

Для определения потерь тепла применяют специальный тепловизор, который определяет наиболее проблемные места. Они выделяются на нем красным цветом. Меньшая потеря тепла происходит в желтых зонах, далее – в зеленых. Зоны с наименьшей потерей тепла выделяются синим цветом. А определение теплопроводности строительных материалов должно проводиться в специальных лабораториях, о чем должен свидетельствовать сертификат качества, прилагаемый к продукции.

Пример расчета потерь тепла

Если взять, к примеру, стену из материала с коэффициентом теплопроводности 1, то при разности температур с двух сторон этой стены в 1°, потери тепла составят 1 Вт. Если же толщину стены взять не 1 метр, а 10 см, то потери составят уже 10 Вт. В случае, если разность температур будет 10°, то тепловые потери также составят 10 Вт.

Рассмотрим теперь на конкретном примере расчет потери тепла целого здания. Высоту его возьмем 6 метров (8 с коньком), ширину – 10 метров, а длину – 15 метров. Для простоты расчетов берем 10 окон площадью 1 м 2 . Температуру внутри помещения будем считать равную 25°C, а на улице -15°C. Вычисляем площадь всех поверхностей, через которые происходит потеря тепла:

  • Окна – 10 м 2 .
  • Пол – 150 м 2 .
  • Стены – 300 м 2 .
  • Крыша (со скатами по длинной стороне) – 160 м 2 .

Формула теплопроводности строительных материалов позволяет вычислить коэффициенты для всех частей здания. Но проще использовать уже готовые данные из справочника. Там есть таблица теплопроводности строительных материалов. Рассмотрим каждый элемент по отдельности и определим его тепловое сопротивление. Оно рассчитывается по формуле R = d/λ, где d – толщина материала, а λ – коэффициент его теплопроводности.

Пол – 10 см бетона (R=0,058 (м 2 *°C)/Вт) и 10 см минеральной ваты (R=2,8 (м 2 *°C)/Вт). Теперь складываем эти два показателя. Таким образом, тепловое сопротивление пола равняется 2,858 (м 2 *°C)/Вт.

Аналогично считаются стены, окна и кровля. Материал – ячеистый бетон (газобетон), толщина 30 см. В таком случае R=3,75 (м 2 *°C)/Вт. Тепловое сопротивление пластового окна – 0,4 (м 2 *°C)/Вт.

Следующая формула позволяет выяснить потери тепловой энергии.

Q = S * T / R, где S – площадь поверхности, T – разница температур снаружи и внутри (40°C). Рассчитаем потери тепла для каждого элемента:

  • Для крыши: Q = 160*40/2,8=2,3 кВт.
  • Для стен: Q = 300*40/3,75=3,2 кВт.
  • Для окон: Q = 10*40/0,4=1 кВт.
  • Для пола: Q = 150*40/2,858=2,1 кВт.

Далее все эти показатели суммируются. Таким образом, для данного коттеджа тепловые потери составят 8,6 кВт. А для поддержания оптимальной температуры потребуется котельное оборудование мощностью не менее 10 кВт.

Материалы для внешних стен

На сегодняшний день существует множество стеновых строительных материалов. Но наибольшей популярностью в частном домостроении по-прежнему пользуются строительные блоки, кирпичи и дерево. Основные отличия – это плотность и теплопроводность строительных материалов. Сравнение дает возможность выбрать золотую середину в соотношении плотность/теплопроводность. Чем выше плотность материала, тем выше его несущая способность, а следовательно, и прочность конструкции в целом. Но при этом ниже его тепловое сопротивление, а как следствие, расходы на энергоносители выше. С другой стороны, чем выше тепловое сопротивление, тем ниже плотность материала. Меньшая плотность, как правило, подразумевает наличие пористой структуры.

Чтобы взвесить все за и против, необходимо знать плотность материала и его коэффициент теплопроводности. Следующая таблица теплопроводности строительных материалов для стен дает значение этого коэффициента и его плотность.

Материал

Теплопроводность, Вт/(м*°C)

Плотность, т/м 3

Железобетон

Керамзитобетонные блоки

Керамический кирпич

Силикатный кирпич

Газобетонные блоки

Утеплители для стен

При недостаточной тепловой сопротивляемости внешних стен могут применяться различные утеплители. Так как значения теплопроводности строительных материалов для утепления могут иметь весьма низкий показатель, то чаще всего толщины в 5-10 см будет достаточно для создания комфортной температуры и микроклимата в помещениях. Широкое применение на сегодняшний день получили такие материалы, как минеральная вата, пенополистирол, пенопласт, пенополиуритан и пеностекло.

Следующая таблица теплопроводности строительных материалов, используемых для утепления наружных стен, дает значение коэффициента λ.

Особенности применения стеновых утеплителей

Применение утеплителей для наружных стен имеет некоторые ограничения. Это прежде всего связанно с таким параметром, как паропроницаемость. Если стена сделана из пористого материала, такого как газобетон, пенобетон или керамзитобетон, то применять лучше минеральную вату, так как этот параметр у них практически одинаковый. Использование пенополистирола, пенополиуритана или пеностекла возможно только при наличии специального вентиляционного зазора между стеной и утеплителем. Для дерева это также критично. А вот для кирпичных стен данный параметр не так критичен.

Теплая кровля

Утепление кровли позволяет избежать ненужных перерасходов при отоплении дома. Для этого могут применяться все виды утеплителей как листового формата, так и напыляемые (пенополиуритан). При этом не следует забывать про пароизоляцию и гидроизоляцию. Это весьма важно, так как мокрый утеплитель (минеральная вата) теряет свои свойства по тепловой сопротивляемости. Если же кровля не утепляется, то необходимо основательно утеплить перекрытие между чердаком и последним этажом.

Пол

Утепление пола весьма важный этап. При этом также необходимо применять пароизоляцию и гидроизоляцию. В качестве утеплителя используется более плотный материал. Он, соответственно, имеет более высокий коэффициент теплопроводности, чем кровельный. Дополнительной мерой для утепления пола может послужить подвал. Наличие воздушной прослойки позволяет повысить тепловую защиту дома. А оборудование системы теплого пола (водяного или электрического) дает дополнительный источник тепла.

Заключение

При строительстве и отделке фасада необходимо руководствоваться точными расчетами по тепловым потерям и учитывать параметры используемых материалов (теплопроводность, паропроницаемость и плотность).

Вопрос утепления квартир и домов весьма важен – постоянно повышающаяся стоимость энергоносителей обязывает бережно относиться к теплу в помещении. Но как правильно выбрать материал изоляции и рассчитать его оптимальную толщину? Для этого необходимо знать показатели теплопроводности.

Что такое теплопроводность

Эта величина характеризует способность проводить тепло внутри материала. Т.е. определяет отношение количества энергии, проходящей через тело площадью 1 м² и толщиной 1 м за единицу времени – λ (Вт/м*К). Проще говоря – сколько тепла будет передано от одной поверхности материала к другой.

В качестве примера рассмотрим обыкновенную кирпичную стену.

Как видно на рисунке, температура в помещении составляет 20°С, а на улице – 10°С. Для соблюдения такого режима в комнате необходимо, чтобы материал, из которого сделана стена, был с минимальным коэффициентом теплопроводности. Именно при таком условии можно говорить об эффективном энергосбережении.

Для каждого материала существует свой определенный показатель этой величины.

При строительстве принято следующее разделение материалов, которые выполняют определенную функцию:

  • Возведение основного каркаса зданий – стен, перегородок и т.д. Для этого применяются бетон, кирпич, газобетон и т.д.

Их показатели теплопроводности довольно велики, а это значит, что для достижения хорошего энергосбережения необходимо увеличивать толщину наружных стен. Но это не практично, так как требует дополнительных затрат и возрастание веса всего здания. Поэтому принято использовать специальные дополнительные изоляционные материалы.

  • Утеплители. К ним относятся , пенопласт, пенополистирол и любой другой материал с низким коэффициентом теплопроводности.

Именно они обеспечивают должную защиту дома от быстрой потери тепловой энергии.

В строительстве требованиями к основным материалам являются – механическая прочность, пониженный показатель гигроскопичности (сопротивление влаги), и менее всего – их энергетические характеристики. Поэтому особое внимание уделяется теплоизоляционным материалам, которые должны компенсировать этот «недостаток».

Однако применение на практике величины теплопроводности затруднительно, так как она не учитывает толщину материала. Поэтому используют обратное ей понятие – коэффициент сопротивления теплопередачи.

Эта величина является отношением толщины материала к его коэффициенту теплопроводности.

Значение этого параметра для жилых зданий прописаны в СНиП II-3-79 и СНиП 23-02-2003. Согласно этим нормативным документам коэффициент сопротивления теплопередачи в разных регионах России не должен быть менее тех значений, которые указаны в таблице.

СНиП .

Эта процедура расчета является обязательно не только при планировании постройки нового здания, но и для грамотного и эффективного утепления стен уже возведенного дома.

Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении.

Строительство каждого объекта лучше начинать с планировки проекта и тщательного расчета теплотехнических параметров. Точные данные позволит получить таблица теплопроводности строительных материалов. Правильное возведение зданий способствует оптимальным климатическим параметрам в помещении. А таблица поможет правильно подобрать сырье, которое будут использоваться для строительства.

Назначение теплопроводности

Теплопроводность является показателем передачи тепловой энергии от нагреваемых предметов в помещении к предметам с более низкой температурой. Процесс теплообмена производится, пока температурные показатели не уравняются. Для обозначения тепловой энергии используется специальный коэффициент теплопроводности строительных материалов. Таблица поможет увидеть все требуемые значения. Параметр обозначает, сколько тепловой энергии пропускается через единицу площади в единицу времени. Чем больше данное обозначение, тем качественнее будет теплообмен. При возведении зданий необходимо применять материал с минимальным значением тепловой проводимости.


Коэффициент теплопроводности это такая величина, которая равна количеству теплоты, проходящей через метр толщины материала за час. Использование подобной характеристики обязательно для создания лучшей теплоизоляции. Теплопроводность следует учесть при подборе дополнительных утепляющих конструкций.

Что оказывает влияние на показатель теплопроводности?

Теплопроводность определяется такими факторами:

Пористость определяет неоднородность структуры. При пропуске тепла через такие материалы процесс охлаждения незначительный;

Повышенное значение плотности влияет на тесные соприкосновения частиц, что способствует более быстрому теплообмену;

Повышенная влажность увеличивает данный показатель.

Использование значений коэффициента теплопроводности на практике.

Материалы представлены конструкционными и теплоизоляционными разновидностями. Первый вид обладает большими показателями теплопроводности. Они применяются для строительства перекрытий, ограждений и стен.

При помощи таблицы определяются возможности их теплообмена. Чтобы данный показатель был достаточно низким для нормального микроклимата в помещении стены из некоторых материалов должны быть особенно толстыми. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать дополнительные теплоизолирующие компоненты.

Показатели теплопроводности для готовых построек. Виды утеплений.

При создании проекта нужно учитывать все способы утечки тепла. Оно может выходить через стены и крышу, а также через полы и двери. Если вы неправильно проведете расчеты проектирования, то придется довольствоваться только тепловой энергией, полученной от отопительных приборов. Здания, построенные из стандартного сырья: камня, кирпича либо бетона нужно дополнительно утеплять.

Дополнительная теплоизоляция проводится в каркасных зданиях. При этом деревянный каркас придает жесткости конструкции, а утепляющий материал прокладывается в пространство между стойками. В зданиях из кирпича и шлакоблоков утепление производится снаружи конструкции.

Выбирая утеплители необходимо обращать внимание на такие факторы, как уровень влажности, влияние повышенных температур и типа сооружения. Учитывайте определенные параметры утепляющих конструкций:

Показатель теплопроводности оказывает влияние на качество теплоизолирующего процесса;

Влагопоглощение имеет большое значение при утеплении наружных элементов;

Толщина влияет на надежность утепления. Тонкий утеплитель помогает сохранить полезную площадь помещения;

Важна горючесть. Качественное сырье имеет способность к самозатуханию;

Термоустойчивость отображает способность выдерживать температурные перепады;

Экологичность и безопасность;

Звукоизоляция защищает от шума.

В качестве утеплителей применяются следующие виды:

Минеральная вата устойчива к огню и экологична. К важным характеристикам относится низкая теплопроводность;

Пенопласт – это легкий материал с хорошими утеплительными свойствами. Он легко устанавливается и обладает влагоустойчивостью. Рекомендуется для применения в нежилых строениях;

Базальтовая вата в отличие от минеральной отличается лучшими показателями стойкости к влаге;

Пеноплэкс устойчив к влажности, повышенным температурам и огню. Имеет прекрасные показатели теплопроводности, прост в монтаже и долговечен;

Пенополиуретан известен такими качествами, как негорючесть, хорошие водоотталкивающие свойства и высокая пожаростойкость;

Экструдированный пенополистирол при производстве проходит дополнительную обработку. Обладает равномерной структурой;

Пенофол представляет из себя многослойный утепляющий пласт. В составе присутствует вспененный полиэтилен. Поверхность пластины покрывается фольгой для обеспечения отражения.

Для теплоизоляции могут применяться сыпучие типы сырья. Это бумажные гранулы или перлит. Они имеют стойкость к влаге и к огню. А из органических разновидностей можно рассмотреть волокно из древесины, лен или пробковое покрытие. При выборе, особое внимание уделяйте таким показателям как экологичность и пожаробезопасность.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При конструировании теплоизоляции, важно продумать монтаж гидроизолирующей прослойки. Это позволит избежать высокой влажности и повысит сопротивляемость теплообмену.

Таблица теплопроводности строительных материалов: особенности показателей.

Таблица теплопроводности строительных материалов содержит показатели различных видов сырья, которое применяется в строительстве. Используя данную информацию, вы можете легко посчитать толщину стен и количество утеплителя.

Как использовать таблицу теплопроводности материалов и утеплителей?

В таблице сопротивления теплопередаче материалов представлены наиболее популярные материалы. Выбирая определенный вариант теплоизоляции важно учитывать не только физические свойства, но и такие характеристики как долговечность, цена и легкость установки.

Знаете ли вы, что проще всего выполнять монтаж пенооизола и пенополиуретана. Они распределяются по поверхности в виде пены. Подобные материалы легко заполняют полости конструкций. При сравнении твердых и пенных вариантов, нужно выделить, что пена не образует стыков.


Значения коэффициентов теплопередачи материалов в таблице.

При произведении вычислений следует знать коэффициент сопротивления теплопередаче. Данное значение является отношением температур с обеих сторон к количеству теплового потока. Для того чтобы найти теплосопротивление определенных стен и используется таблица теплопроводности.

Все расчеты вы можете провести сами. Для этого толщина прослойки теплоизолятора делится на коэффициент теплопроводности. Данное значение часто указывается на упаковке, если это изоляция. Материалы для дома измеряются самостоятельно. Это касается толщины, а коэффициенты можно отыскать в специальных таблицах.

Коэффициент сопротивления помогает выбрать определенный тип теплоизоляции и толщину слоя материала. Сведения о паропроницаемости и плотности можно посмотреть в таблице.

При правильном использовании табличных данных вы сможете выбрать качественный материал для создания благоприятного микроклимата в помещении. опубликовано

  • 16 января, 2006
  • Опубликовано: Строительные технологии и материалы

Необходимость использования Систем теплоизоляции WDVS вызвана высокой экономической эффективностью.

Вслед за странами Европы, в Российской Федерации приняли новые нормы теплосопротивления ограждающих и несущих конструкций, направленные на снижение эксплуатационных расходов и энергосбережение. С выходом СНиП II-3-79*, СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий” прежние нормы теплосопротивления устарели. Новыми нормами предусмотрено резкое возрастание требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Теперь прежде использовавшиеся подходы в строительстве не соответствуют новым нормативным документам, необходимо менять принципы проектирования и строительства, внедрять современные технологии.

Как показали расчёты, однослойные конструкции экономически не отвечают принятым новым нормам строительной теплотехники. К примеру, в случае использования высокой несущей способности железобетона или кирпичной кладки, для того, чтобы этим же материалом выдержать нормы теплосопротивления, толщину стен необходимо увеличить соответственно до 6 и 2,3 метров, что противоречит здравому смыслу. Если же использовать материалы с лучшими показателями по теплосопротивлению, то их несущая способность сильно ограничена, к примеру, как у газобетона и керамзитобетона, а пенополистирол и минвата, эффективные утеплители, вообще не являются конструкционными материалами. На данный момент нет абсолютного строительного материала, у которого бы была высокая несущая способность в сочетании с высоким коэффициентом теплосопротивления.

Чтобы отвечать всем нормам строительства и энергосбережения необходимо здание строить по принципу многослойных конструкций, где одна часть будет выполнять несущую функцию, вторая – тепловую защиту здания. В таком случае толщина стен остаётся разумной, соблюдается нормированное теплосопротивление стен. Системы WDVS по своим теплотехническим показателям являются самыми оптимальными из всех представленных на рынке фасадных систем.

Таблица необходимой толщины утеплителя для выполнения требований действующих норм по теплосопротивлению в некоторых городах РФ:


Таблица, где: 1 – географическая точка 2 – средняя температура отопительного периода 3 – продолжительность отопительного периода в сутках 4 – градусо-сутки отопительного периода Dd, °С * сут 5 – нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq, м2*°С/Вт стен 6 – требуемая толщина утеплителя

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Расчёт основывается на требованиях СНиП 23-02-2003
2. За пример расчёта взята группа зданий 1 – Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития.
3. За несущую стену в таблице принимается кирпичная кладка толщиной 510 мм из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе l = 0,76 Вт/(м * °С)
4. Коэффициент теплопроводности берётся для зон А.
5. Расчётная температура внутреннего воздуха помещения + 21 °С “жилая комната в холодный период года” (ГОСТ 30494-96)
6. Rreq рассчитано по формуле Rreq=aDd+b для данного географического места
7. Расчёт: Формула расчёта общего сопротивления теплопередаче многослойных ограждений:
R0= Rв + Rв.п + Rн.к + Rо.к + Rн Rв – сопротивление теплообмену у внутренней поверхности конструкции
Rн – сопротивление теплообмену у наружной поверхности конструкции
Rв.п – сопротивление теплопроводности воздушной прослойки (20 мм)
Rн.к – сопротивление теплопроводности несущей конструкции
Rо.к – сопротивление теплопроводности ограждающей конструкции
R = d/l d – толщина однородного материала в м,
l – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м * °С)
R0 = 0,115 + 0,02/7,3 + 0,51/0,76 + dу/l + 0,043 = 0,832 + dу/l
dу – толщина теплоизоляции
R0 = Rreq
Формула расчёта толщины утеплителя для данных условий:
dу = l * (Rreq – 0,832)

а) – за среднюю толщину воздушной прослойки между стеной и теплоизоляцией принято 20 мм
б) – коэффициент теплопроводности пенополистирола ПСБ-С-25Ф l = 0,039 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)
в) – коэффициент теплопроводности фасадной минваты l = 0,041 Вт/(м * °С) (на основании протокола испытаний)

* в таблице даны усреднённые показатели необходимой толщины этих двух типов утеплителя.

Примерный расчёт толщины стен из однородного материала для выполнения требований СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”.

* для сравнительного анализа используются данные климатической зоны г. Москвы и Московской области.

Условия выполнения расчётов для таблицы:

1. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreq = 3,14
2. Толщина однородного материала d= Rreq * l

Таким образом, из таблицы видно, что для того, чтобы построить здание из однородного материала, отвечающее современным требованиям теплосопротивления, к примеру, из традиционной кирпичной кладки, даже из дырчатого кирпича, толщина стен должна быть не менее 1,53 метра.

Чтобы наглядно показать, какой толщины необходим материал для выполнения требований по теплосопротивлению стен из однородного материала, выполнен расчёт, учитывающий конструктивные особенности применения материалов, получились следующие результаты:

В данной таблице указаны расчётные данные по теплопроводности материалов.

По данным таблицы для наглядности получается следующая диаграмма:

Страница в разработке

  • Утеплённая Шведская Плита

    Утеплённая Шведская плита (УШП) – один из видов мелкозаглублённого фундамента. Технология пришла с Европы.Данный тип фундамента имеет два основных слоя. Нижний, теплоизоляционный слой, препятствует промерзанию грунта под домом. Верхний слой…

  • Фильм – пошаговая инструкция по технологии СФТК (“мокрый фасад”)

    При поддержке компании СИБУР, Ассоциации Производителей и Продавцов Пенополистирола, а также при сотрудничестве с компаниями “КРАЙЗЕЛЬ РУС”, “ТЕРМОКЛИП” и “АРМАТ-ТД” создан уникальный обучающий фильм по технологии производства штукатурных теплоизоляционных фасадных…

    В феврале 2015 года выпущен очередной обучающий видеофильм по фасадным системам. Как правильно изготавливать декор-элементы для украшения коттеджа – об этом пошагово в видеофильме.

    • При поддержке СИБУРа состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции»

      27 мая в Москве состоялась I практическая конференция «Полимеры в теплоизоляции», организованная информационно-аналитическим центром Rupec и журналом «Нефтегазовая вертикаль» при поддержке СИБУРа. Главными темами конференции стали тенденции в области нормативной…

    • Справочник – вес, диаметр, ширина чёрного металлопроката (арматура, уголок, швеллер, двутавр, трубы)

      1. Справочник: диаметр, вес погонного метра арматуры, сечение, класс стали

    • Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!

      Системы «БОЛАРС ТВД-1» и «БОЛАРС ТВД-2» абсолютно пожаробезопасны!К такому выводу пришли специалисты, проведя огневые испытания на фасадных теплоизоляционных системах ТМ «БОЛАРС». Системам присвоен класс пожарной опасности К0 – самые безопасные. Огромную…

    Prev Next

    Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.

    Главные параметры

    Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

    Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.

    Чувствительность к влаге

    Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

    Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

    При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.

    Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.


    Плотность и теплоемкость

    Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.

    Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.


    Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

    Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.


    Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр – если речь идет об изоляции – должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

    При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.

    Теплопроводность основных видов утеплителей

    Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:


    Преимущества и недостатки

    При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.

    Сравнение самых современных вариантов

    Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.


    Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.

    Сравнение ватных материалов

    Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.

    У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.

    Сыпучие и органические материалы

    Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.

    Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.


    В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.

    Таблица сравнения стеклопакетов различного назначения

    В государственных стандартах, все оценки теплоизолирующих свойств окон определялись величинной сопротивления стеклопакета теплопередаче – приведенное сопротивление теплопередаче стеклопакета. Ниже приведена выдержка из ГОСТ 30674-99 “БЛОКИ ОКОННЫЕ ИЗ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ ПРОФИЛЕЙ. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ”, которая позволяет сделать вывод о различиях в сопротивляемости окон холоду при различных стеклопакетах. Измерения по теплоизоляции проводились для оконных блоков с отношением площади остекления к площади изделия, равным 0,7, и средней толщиной комбинации профилей 58-62 мм

    * Приведенное сопротивление теплопередаче.
    Roпр (м2 °C/Вт) используется для общей оценки всей светопрозрачной конструкции. Чем больше этот показатель, тем меньше теплопередача через конструкцию.
    Требуемые значания коэффициента сопротивления теплопередачи согласно ГОСТу для жилых зданий в городах Калининград, С-Петербург, Москва, Иркутск эта величина составляет соответственно 0,40; 0,48; 0,55; 0,65

    **Увеличение шумоизоляции на 10 Дб снижает уровень шума на 50%.
    Факторы, влияющие на шумоизоляцию:

    • Толщина стекла – чем выше номинал стекла, тем лучше шумоизоляция;
    • Формула стеклопакета – ассиметричный стеклопакет, с применением разных толщин стекол, при одинаковых дистанционных рамках, значительно повышает шумоизоляцию;
    • Эластичность стекла – применение ПВБ слоя в составе триплекса значительно улучшает шумоизоляцию, т.к. ПВБ является отличным звукопоглотителем;
    • Ширина дистанционной рамки – применение широкой дистанционной рамки увеличивает шумоизоляцию, однако дистанционная рамка более 16 мм провоцирует возникновение конвекции*, которая в свою очередь значительно снижает теплофизические свойства стеклопакета.
    Значительно снизить конвекцию можно при использовании Аргона.
    Это надо учитывать: Аргон НЕ ВЛИЯЕТ на шумоизоляцию, его функция повышать теплофизические свойства!

    ***И-стекло (стекло с мягким покрытием)
    Стеклопакет с И-стеклом производится в процессе вакуомно-магнетронного напыления энергосберегающего слоя – серебра. За счет слоя серебра поверхность стекла становиться электропроводной, и электромагнитное излучение свыше определенной волновой длинны большей частью отражается от этой металлической поверхности.

    Таблица сравнения свойств стеклопакетов

    Стеклопакет Толщина стеклопакета, мм Удельный вес, кг/м2 Коэффициент сопротивления теплопередачи, М2°С/Вт * Снижение шума, Дб**
    4-16-4 24 20 0,32 30
    4-16Ar-4И* 24 20 0,66 30
    6-14-4 24 25 0,32 34
    6-14Ar-4И* 24 25 0,64 34
    4-10-4-10-4 32 30 0,47 31
    4-10Ar-4-10Ar-4И* 32 30 0,71 31
    6-10-4-8-4 32 35 0,46 36
    6-10Ar-4-8Ar-4И* 32 35 0,69 36
    4-16-4-12-4 40 30 0,51 34
    4-16Ar-4-12Ar-4И* 40 30 0,75 34
    6-14-4-12-4 40 35 0,50 37
    6-14Ar-4-12Ar-4И* 40 37 0,74 36

    таблицы. виды материалов — remdominfo

    Теплопроводность строительных материалов: таблицы. виды материалов
    При возведении любого здания необходимо учитывать теплопроводность строительного материала, использующегося для устройства стен, кровли и других элементов конструкции. Под этим термином подразумевают свойство материала изменять температуру при внешнем воздействии, пропускать сквозь себя тепловую энергию. Для того, чтобы количественно оценить данное свойство любого материала используют коэффициент теплопроводности.

    “Для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянны”
    Что такое коэффициент теплопроводности
    Эта физическая величина равна количеству теплоты (измеряемой в килокалориях), проходящей через материал, толщина которого составляет 1 м, а площадь – 1 м³ за 1 час. Разница температур, измеренных на противоположных сторонах его поверхности, должна быть равной 1 °С. Исчисляется теплопроводность в Вт/м град (Ватт, деленный на произведение метра и градуса).
    Использование данной характеристики строительных материалов продиктовано необходимостью оптимального их подбора для создания максимальной теплоизоляции. Это необходимое условие для экономии теплоносителей и комфорта живущих или работающих в здании людей. Также теплопроводность учитывается при выборе материала для дополнительного утепления дома.
    Сравнительная характеристика теплопроводности строительных материалов
    Коэффициент теплопроводности материалов различный. К примеру, у сосны этот показатель равен 0,17 Вт/м град, у пенобетона – 0,18 Вт/м град: то есть, по способности сберегать тепло они примерно идентичны. Коэффициент теплопроводности кирпича пустотелого – 0,55 Вт/м град, а обыкновенного (полнотелого) – 0,8 Вт/м град. Из всего этого следует, что для того, чтобы кирпичный дом был таким же теплым, как и деревянный сруб (из сосны), толщина его стен должна втрое превышать толщину стен сруба.
    Практическое использование материалов с низкой теплопроводностью
    Современные технологии производства теплоизолирующих материалов предоставляют широкие возможности для строительной индустрии. Сегодня совершенно не обязательно строить дома с большой толщиной стен: можно удачно комбинировать различные материалы при возведении энергоэффективных построек. Не очень высокую теплопроводность кирпича можно компенсировать использованием дополнительного внутреннего или наружного утеплителя, например, пенополистирола, коэффициент теплопроводности которого – всего 0,03 Вт/м град.
    Взамен дорогих домов из кирпича и не эффективных с точки зрения энергоэффективности монолитных и каркасно-панельных домов из тяжелого и плотного бетона сегодня строят здания из ячеистого бетона (блоки керамзитобетонные своими руками). Его коэффициент теплопроводности такой же, как древесины: в доме из такого материала стены не промерзают даже в самые холодные зимы.
    Такая технология позволяет возводить более легкие и дешевые здания. Уменьшается также и время, затрачиваемое на строительные работы. Для более легких сооружений не требуется сооружать тяжелый глубоко заглубленный фундамент: в ряде случаев достаточно легкого ленточного или даже столбчатого (фундамент под дом из газобетона).
    Особенно привлекательным данный принцип строительства стал для возведения легких каркасных домов. Сегодня с использованием материалов с низкой теплопроводностью возводится все больше коттеджей, супермаркетов, складских помещений и производственных зданий. Такие строения могут эксплуатироваться в любой климатической зоне.
    Принцип каркасно-щитовой технологии строительства заключается в том, что между тонкими листами фанеры или плит OSB помещается теплоизолятор. Это может быть комбинация из минеральной или стекловаты с пенополистиролом. Толщина материала выбирается с учетом его теплопроводности. Тонкие стены вполне справляются с задачей тепловой изоляции. Таким же образом устраивается кровля. Данная технология позволяет в короткие сроки возводить здание с минимальными затратами средств.

    greenTEG | 3 типа теплопередачи

    Три типа теплопередачи


    Тепло передается через твердые вещества (проводимость), жидкости и газы (конвекция) и электромагнитные волны (излучение). Тепло обычно передается в сочетании этих трех типов и редко возникает само по себе. Например, на тепловую среду здания влияют потоки тепла через землю (теплопроводность) и оболочку здания (в основном конвекция и излучение).


    Конвекция – это тепловой поток через жидкости и газы. Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять конвективный тепловой поток (см. рисунок слева). Примеры конвективного теплового потока:

    • В ветреную погоду становится намного холоднее.

    • Ощущение намного холоднее в воде с температурой 25 ° C, чем на воздухе с температурой 25 ° C.

    • Принцип измерения в датчиках массового расхода на основе теплового потока. Узнать больше

    Проводимость – это тепловой поток через твердые материалы.Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять кондуктивный тепловой поток (см. рисунок слева). Примеры кондуктивного теплового потока:

    • Прикосновение к чашке горячего кофе

    • Термические воздействия в точных приборах. Узнать больше

    • Измерение тепловыделения химических реакторов. Узнать больше

    Радиация Радиация – это тепловой поток через электромагнитные волны. Датчики теплового потока gSKIN® могут измерять радиационный тепловой поток (см. рисунок слева).Примеры лучистого теплового потока:

    • Ощущение жара, когда стоишь рядом с огнем.

    • Измерение солнечной энергии. Узнать больше

    Разница между проводимостью, конвекцией и излучением (со сравнительной таблицей)

    Последнее обновление: , Surbhi S

    В то время как проводимость – это передача тепловой энергии при прямом контакте, конвекция – это движение тепла за счет фактического движения материи; излучение – это передача энергии с помощью электромагнитных волн.

    Материя присутствует вокруг нас в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Преобразование материи из одного состояния в другое называется изменением состояния, которое происходит из-за обмена теплом между материей и окружающей средой. Итак, тепло – это переход энергии из одной системы в другую из-за разницы в температуре, которая происходит тремя разными способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

    Люди часто неверно истолковывают эти формы теплопередачи, но они основаны на разнообразных физических взаимодействиях для передачи энергии.Чтобы изучить разницу между проводимостью, конвекцией и излучением, давайте взглянем на статью, представленную ниже.

    Содержание: проводимость против конвекции против излучения

    1. Сравнительная таблица
    2. Определение
    3. Ключевые отличия
    4. Заключение

    Сравнительная таблица

    Основа для сравнения Проводимость Конвекция Излучение
    Значение Проводимость – это процесс, при котором передача тепла между объектами происходит при прямом контакте. Конвекция относится к форме передачи тепла, при которой происходит переход энергии в жидкости. Радиация намекает на механизм, в котором тепло передается без какого-либо физического контакта между объектами.
    Представляют Как тепло распространяется между объектами при прямом контакте. Как тепло проходит через жидкости. Как тепло течет через пустые пространства.
    Причина Из-за разницы температур. Из-за разницы в плотности. Происходит от всех предметов при температуре выше 0 К.
    Возникновение Происходит в твердых телах в результате столкновений молекул. Возникает в жидкостях при реальном течении материи. Возникает на расстоянии и не нагревает промежуточное вещество.
    Передача тепла Использует нагретое твердое вещество. Использует промежуточное вещество. Использует электромагнитные волны.
    Скорость Медленно Медленно Быстро
    Закон отражения и преломления Не следует Не следует Следуйте

    Определение поведения

    Под проводимостью можно понимать процесс, который обеспечивает прямую передачу тепла через материю из-за разницы температур между соседними частями объекта. Это происходит, когда температура молекул, присутствующих в веществе, увеличивается, что приводит к сильной вибрации.Молекулы сталкиваются с окружающими молекулами, заставляя их также вибрировать, что приводит к передаче тепловой энергии соседней части объекта.

    Проще говоря, всякий раз, когда два объекта находятся в прямом контакте друг с другом, происходит передача тепла от более горячего объекта к более холодному, что происходит из-за теплопроводности. Кроме того, объекты, которые позволяют теплу легко проходить через них, называются проводниками.

    Определение конвекции

    В науке конвекция подразумевает форму передачи тепла путем реального движения материи, которая происходит только в жидкостях.Под жидкостью подразумевается любое вещество, молекулы которого свободно перемещаются из одного места в другое, например, жидкость и газы. Это происходит естественно или даже принудительно.

    Гравитация играет большую роль в естественной конвекции, так что когда вещество нагревается снизу, это приводит к расширению более горячей части. Из-за плавучести более горячее вещество поднимается, поскольку оно менее плотно, а более холодное вещество заменяет его, опускаясь на дно из-за высокой плотности, которая при нагревании перемещается вверх, и процесс продолжается.При конвекции при нагревании вещества его молекулы расходятся и расходятся.

    Когда конвекция осуществляется с силой, вещество вынуждено двигаться вверх любыми физическими средствами, такими как насос. Например. Система воздушного отопления.

    Определение радиации

    Механизм теплопередачи, в котором не требуется среда, называется излучением. Это относится к движению тепла волнами, так как ему не нужны молекулы для прохождения через него. Объекты не обязательно должны находиться в прямом контакте друг с другом для передачи тепла.Всякий раз, когда вы чувствуете тепло, не касаясь объекта, это происходит из-за излучения. Более того, цвет, ориентация поверхности и т. Д. – это некоторые из свойств поверхности, от которых в значительной степени зависит излучение.

    В этом процессе энергия передается посредством электромагнитных волн, называемых лучистой энергией. Горячие предметы обычно излучают тепловую энергию в более прохладное окружение. Лучистая энергия способна перемещаться в вакууме от источника к более прохладной окружающей среде. Лучшим примером излучения является солнечная энергия, которую мы получаем от Солнца, хотя оно и находится далеко от нас.

    Ключевые различия между проводимостью, конвекцией и излучением

    Существенные различия между проводимостью, конвекцией и излучением объясняются в:

    1. Электропроводность – это процесс, при котором тепло переносится между частями континуума посредством прямого физического контакта. Конвекция – это принцип, при котором тепло передается токами в текучей среде, то есть в жидкости или газе. Излучение – это механизм теплопередачи, при котором переход происходит посредством электромагнитных волн.
    2. Проводимость показывает, как тепло передается между объектами, находящимися в прямом контакте, но Конвекция отражает, как тепло распространяется через жидкости и газы. В отличие от этого, излучение показывает, как тепло распространяется через места, в которых нет молекул.
    3. Электропроводность происходит в результате разницы температур, то есть тепловых потоков из высокотемпературной области в низкотемпературную. Конвекция происходит из-за изменения плотности, так что тепло перемещается из области с низкой плотностью в область с высокой.Напротив, все объекты выделяют тепло, имея температуру более 0 К.
    4. Проводимость обычно возникает в твердых телах в результате столкновения молекул. Конвекция возникает в жидкостях за счет массового движения молекул в одном направлении. Напротив, излучение происходит через космический вакуум и не нагревает промежуточную среду.
    5. Передача тепла происходит через нагретое твердое вещество при теплопроводности, тогда как при конвекции тепловая энергия передается через промежуточную среду.В отличие от рациона для передачи тепла используются электромагнитные волны.
    6. Скорость теплопроводности и конвекции ниже, чем у излучения.
    7. Проводимость и конвекция не подчиняются законам отражения и преломления, тогда как излучение подчиняется тем же.

    Заключение

    Термодинамика – это исследование теплопередачи и связанных с ней изменений. Проводимость – это не что иное, как передача тепла от более горячей части к более холодной. Конвекция – это передача тепла при движении жидкости вверх и вниз.Излучение возникает, когда тепло проходит через пустое пространство.

    В чем разница между проводимостью, конвекцией и излучением?

    Скачать статью в формате PDF

    Теплообмен – это физический акт обмена тепловой энергией между двумя системами за счет рассеивания тепла. Температура и поток тепла – основные принципы теплопередачи. Количество доступной тепловой энергии определяется температурой, а тепловой поток представляет собой движение тепловой энергии.

    В микроскопическом масштабе кинетическая энергия молекул находится в прямой зависимости от тепловой энергии. С повышением температуры молекулы увеличиваются в тепловом возбуждении, проявляющемся в линейном движении и вибрации. Области с более высокой кинетической энергией передают энергию областям с более низкой кинетической энергией. Проще говоря, теплопередачу можно разделить на три большие категории: теплопроводность, конвекция и излучение.

    На изображении выше, предоставленном НАСА, показано, как все три метода теплопередачи (теплопроводность, конвекция и излучение) работают в одной и той же среде.

    Проводимость

    Проводимость передает тепло путем прямого столкновения молекул. Область с большей кинетической энергией будет передавать тепловую энергию области с более низкой кинетической энергией. Частицы с более высокой скоростью будут сталкиваться с частицами с более низкой скоростью. В результате частицы с более низкой скоростью увеличивают кинетическую энергию. Электропроводность – это наиболее распространенная форма передачи тепла, которая происходит при физическом контакте. Примеры: положить руку на окно или положить металл в открытое пламя.

    Процесс теплопроводности зависит от следующих факторов: градиента температуры, поперечного сечения материала, длины пути прохождения и физических свойств материала. Температурный градиент – это физическая величина, которая описывает направление и скорость распространения тепла. Температурный поток всегда будет происходить от самого горячего к самому холодному или, как указывалось ранее, от более высокой к более низкой кинетической энергии. Как только между двумя разностями температур установится тепловое равновесие, теплопередача прекращается.

    Поперечное сечение и путь движения играют важную роль в проводимости. Чем больше размер и длина объекта, тем больше энергии требуется для его нагрева. И чем больше открытая поверхность, тем больше тепла теряется. Меньшие объекты с малым поперечным сечением имеют минимальные тепловые потери.

    Физические свойства определяют, какие материалы передают тепло лучше других. В частности, коэффициент теплопроводности указывает на то, что металлический материал будет проводить тепло лучше, чем ткань, когда дело доходит до теплопроводности.Следующее уравнение рассчитывает скорость проводимости:

    Q = [k · A · (T горячий – T холодный )] / d

    где Q = тепло, переданное в единицу времени; k = теплопроводность барьера; A = площадь теплопередачи; T hot = температура горячей области; T холодный = температура холодного региона; и d = толщина барьера.

    Современные методы использования проводимости разрабатываются доктором Гюн-Мин Чой из Университета Иллинойса.Доктор Чой использует спиновой ток для создания крутящего момента, передаваемого при вращении. Момент передачи спина – это передача спинового углового момента, генерируемого электронами проводимости, намагниченности ферромагнетика. Вместо использования магнитных полей это позволяет манипулировать наномагнетиками с помощью спиновых токов. (С любезного разрешения Алекса Хереса, Группа технологий обработки изображений, Институт Бекмана)

    Конвекция

    Когда жидкость, такая как воздух или жидкость, нагревается, а затем удаляется от источника, она переносит тепловую энергию.Такой тип теплопередачи называется конвекцией. Жидкость над горячей поверхностью расширяется, становится менее плотной и поднимается вверх.

    На молекулярном уровне молекулы расширяются при введении тепловой энергии. По мере того как температура данной массы жидкости увеличивается, объем жидкости должен увеличиваться во столько же раз. Это воздействие на жидкость вызывает смещение. Когда горячий воздух сразу поднимается вверх, он выталкивает более плотный и холодный воздух вниз. Эта серия событий показывает, как образуются конвекционные токи.Уравнение для скорости конвекции рассчитывается следующим образом:

    Q = h c · A · (T s – T f )

    где Q = тепло, переданное в единицу времени; h c = коэффициент конвективной теплопередачи; A = площадь теплообмена поверхности; T s = температура поверхности; и T f = температура жидкости.

    Обогреватель – классический пример конвекции. По мере того как обогреватель нагревает воздух, окружающий его около пола, температура воздуха повышается, расширяется и поднимается в верхнюю часть комнаты.Это заставляет более холодный воздух опускаться вниз, так что он нагревается, создавая конвекционный ток.

    Излучение

    Тепловое излучение возникает из-за испускания электромагнитных волн. Эти волны уносят энергию от излучающего объекта. Излучение происходит через вакуум или любую прозрачную среду (твердую или жидкую). Тепловое излучение является прямым результатом случайных движений атомов и молекул в веществе. Движение заряженных протонов и электронов приводит к испусканию электромагнитного излучения.

    Все материалы излучают тепловую энергию в зависимости от их температуры. Чем горячее объект, тем сильнее он будет излучать. Солнце – яркий пример теплового излучения, которое переносит тепло через солнечную систему. При нормальной комнатной температуре объекты излучают инфракрасные волны. Температура объекта влияет на длину и частоту излучаемых волн. При повышении температуры длины волн в спектрах испускаемого излучения уменьшаются и излучают более короткие длины волн с более высокочастотным излучением.Тепловое излучение рассчитывается по закону Стефана-Больцмана:

    P = e · σ · A · (T r 4 – T c 4 )

    , где P = полезная излучаемая мощность; A = излучающая область; Tr = температура радиатора; Tc = температура окружающей среды; e = коэффициент излучения; и σ = постоянная Стефана.

    Коэффициент излучения для идеального излучателя имеет значение 1. Обычные материалы имеют более низкие значения коэффициента излучения. Анодированный алюминий имеет коэффициент излучения 0,9, а меди – 0.04.

    Солнечный элемент или фотоэлектрический элемент преобразует энергию света в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта. Свет поглощается и переводит электричество в более высокое энергетическое состояние, и электрический потенциал создается за счет разделения зарядов. Эффективность солнечных панелей выросла в последние годы. Фактически, те, которые в настоящее время производятся компанией SolarCity, соучредителем которой является Илон Маск, составляют 22%.

    Коэффициент излучения определяется как способность объекта излучать энергию в виде теплового излучения.Это отношение при данной температуре теплового излучения от поверхности к излучению от идеальной черной поверхности, определяемое законом Стефана-Больцмана. Константа Стефана определяется константами природы. Значение константы следующее:

    σ = (2 · π 5 · k 4 ) / (15 · c 2 · h 3 ) = 5,670373 × 10 –8 Вт · м –2 · K –4

    где k = постоянная Больцмана; h = постоянные Планка; и c = скорость света в вакууме.

    Основы теплообмена

    Движущееся тепло

    Как следует из Первого закона термодинамики, материя и энергия не могут быть созданы или уничтожены (только преобразованы между ними). Точно так же тепло – движение энергии от более горячего объекта к более холодному – никогда не устраняется, а только перемещается в другое место. Это роль всех систем охлаждения.

    Для этого существует три основных режима теплопередачи. Некоторые формы передачи могут быть продублированы несколькими способами (как естественными, так и принудительными), но каждая система охлаждения использует одни и те же основные процессы:

    • Проводимость – передача тепла через вещество без чистого смещения вещества
    • Конвекция – циркуляционное движение газа или жидкости, вызванное изменением их плотности и действием силы тяжести

    • Излучение – процесс передачи тепла путем испускания электромагнитной энергии в форме волн или частиц

    Теплопроводность

    Теплопроводность – это количество тепла, которое конкретное вещество может нести через себя в единицу времени.Обычно выражаются в Вт / (мК), единицы представляют, сколько ватт тепла может быть проведено через один метр толщины указанного материала при разнице температур в один Кельвин между двумя концами.

    (Примечание: «Теплопроводность» – это мера тепла, протекающего по длине, не путать с «теплопроводностью», которая является мерой тепла, проходящего через поверхность.)

    Жидкости

    3М Флоринерт FC-43

    0.065

    Удельная теплоемкость

    Удельная теплоемкость – это количество тепла, которое может удерживать конкретное вещество. Обычно выражается в кДж / (кг · К) и показывает, сколько килоджоулей энергии требуется для изменения температуры одного килограмма указанного вещества на один градус Кельвина.

    Что все эти цифры означают в системе жидкостного охлаждения?

    Приведенная выше теплопроводность показывает, почему медь является предпочтительным материалом для охлаждающих пластин для систем охлаждения.По характеристикам он очень близок к серебру за небольшую часть стоимости. Однако, как и большинство металлов, медь не очень долго сохраняет тепло – ее нужно поглощать чем-то еще.

    Удельная теплоемкость показывает, что вода является лучшей жидкостью для удержания тепла. Практически он также лучше всего подходит для его переноса.

    Это указывает на то, что в идеальной конфигурации используется медь для передачи тепла от процессора и вода для поглощения и отвода тепла.Хотя здесь задействовано множество других факторов, здесь у вас есть основная основа системы жидкостного охлаждения.

    Предыдущая статья: Введение Следующая статья: Соединение с термоинтерфейсом

    Разница между жарой и температурой (с таблицей)

    Влияние погоды ощущается и выражается на повседневной основе. Если он жаркий или холодный, он ощущается и широко выражается, если погода становится экстремальной.

    Речь идет не только о погоде, но и о веществах, которые являются горячими или холодными, которые мы выражаем через тепло и температуру.Обе эти концепции хорошо определены в науке, но для внешнего мира это может показаться одинаковым, но это не так.

    Действительно, термины «тепло» и «температура» довольно распространены, поскольку они широко используются в повседневной жизни. Это заставляет людей чувствовать, что они одинаковые, однако это два совершенно разных понятия.

    Зависимость тепла от температуры

    Разница между теплом и температурой заключается в том, что тепло – это форма энергии, а температура – это мера энергии.

    Чтобы ясно понять это с научной точки зрения, тепло – это общая энергия движения молекул, а температура – это средняя энергия движения молекул.


    Таблица сравнения тепла и температуры (в табличной форме)

    Параметр сравнения Тепло Температура
    Значение / определение Общее количество тепла определяется как общее количество тепла энергии, доступной в теле. Тепло – это форма энергии. Температура определяется как мера количества тепла в теле. Температура – это мера энергии.
    Научная собственность Тепло течет от более горячего вещества к более холодному. Температура повышается при повышении температуры и понижается при понижении температуры.
    Свойство измерения Тепло измеряется как общее количество кинетической и потенциальной энергии, доступное в объекте. Температура – это мера средней кинетической энергии, доступной в объекте.
    Единица измерения Тепло измеряется в Джоулях Температура измеряется в Кельвинах
    Устройство для измерения Тепловая энергия измеряется с помощью калориметра Температура измеряется с помощью термометра
    Тепло 9 определяется как общее количество энергии, доступной в теле.Тепло – это форма энергии. Тепло – это форма энергии, которая передается от источника к другому объекту, а также передается дальше другим объектам из-за их разницы в температуре. Конечно, тепло переходит от более горячих предметов к более холодным.

    Это общее количество кинетической, а также потенциальной энергии, доступной в организме. Измерение тепла производится в единицах энергии, называемых джоулями.

    Тепло также называется переходной энергией, поскольку оно передается постоянно. Попадая в тело, она больше не называется тепловой энергией, а теперь называется внутренней энергией.Тепло – жизненно важная составляющая энергии для жизни. Это важная энергия, необходимая и для выживания человека.

    Источников тепловой энергии много, но основным источником тепловой энергии является Солнце. Другими источниками тепловой энергии являются ископаемое топливо, электричество, а также ядерные реакции. Уровень тепла увеличивается, когда молекулы объекта стремятся двигаться быстрее внутри тела. Это когда молекулы имеют более высокую кинетическую энергию.

    Тепловая энергия передается тремя различными способами.Проводимость, конвекция и излучение; теплопередача в твердом состоянии, теплопередача в жидком и газообразном состояниях соответственно.

    Температура – это мера тепла в теле. Другими словами, температура – это мера средней кинетической энергии всех молекул, имеющихся в теле. Кажется, что температура повышается, когда жара становится высокой, и падает, когда жара меньше. Это действительно не имеет значения, если тело большое или маленькое, это средняя величина кинетической энергии частиц в теле – это температура.

    Единица измерения температуры – Кельвин, Цельсий и Фаренгейт. Температура измеряется с помощью прибора, называемого термометром. Термины «горячий» и «холодный» не являются научными терминами. Чтобы сказать, горячий или холодный объект, нужно учитывать температуру.

    Температура определяет поток тепловой энергии. Температура не работает, а показывает только количество тепловой энергии, доступной в организме.

    ] Существует три различных шкалы измерения температуры: Цельсия, Кельвина и Фаренгейта.Шкала Цельсия превосходит шкалу Кельвина, поскольку шкала Цельсия не может измерять температуру ниже 0 градусов.

    Поскольку температура напрямую связана с кинетической энергией тела, если кинетическая энергия удваивается, температура повышается или наоборот. Температура не зависит от таких факторов, как скорость, размер и количество частиц в теле.


    Основные различия между теплом и температурой
    1. Хотя тепло и температура используются в схожих контекстах, между ними есть много различий.Основное различие между Heat и Temperature заключается в том, что тепло объекта – это полная энергия молекул, присутствующих в нем, а температура – это мера средней кинетической энергии молекул в теле.
    2. Теплота может быть измерена с помощью теории калориметрии с помощью калориметра, тогда как температура измеряется с помощью термометра.
    3. Теплота – это мера общего количества молекул, умноженная на энергию, которой обладает каждая молекула, присутствующая в объекте, в то время как температура полностью зависит от скорости, с которой молекулы движутся в теле.Быстрее чем выше температура.
    4. Тепло течет от более горячего тела к более холодному посредством теплопроводности, конвекции и излучения, тогда как температура повышается, когда тепло поднимается, и понижается, когда уменьшается слух.
    5. Тепло может работать как таковая температура – это мера количества тепловой энергии в теле.

    Обе эти концепции имеют первостепенное значение в науке. Тепловая энергия полностью зависит от общего количества частиц, присутствующих в теле, но температура – это всего лишь мера средней энергии частиц тела.

    Тепло – потрясающий источник энергии для выживания человека. Если он идет высоко, это трудно, а также очень трудно, если идет жар. Это температура, которая скажет, какой градус тепла подходит для человечества.

    Сама по себе высокая температура не дает ясного представления о выживании, за исключением воздействия. Тепло напрямую связано с массой тела, а температура напрямую связана с кинетической энергией молекул.


    1. https: // www.Physicsclassroom.com/Class/thermalP/u18l1d.cfm
    2. https://www.wired.com/story/temperature-is-not-what-you-think-it-is/
    3. https://study.com /academy/lesson/what-is-tempera-definition-lesson-quiz.html

    Передача тепла излучением – Проводимость, конвекция и излучение – GCSE Physics (Single Science) Revision

    Тепло может передаваться инфракрасным излучением. В отличие от проводимости и конвекции, которым нужны частицы, инфракрасное излучение – это тип электромагнитного излучения , , которое включает волны.

    Свет от Солнца достигает Земли

    Поскольку частицы не задействованы, излучение может работать даже через космический вакуум. Вот почему мы все еще можем ощущать тепло Солнца, даже если оно находится на расстоянии 150 миллионов км от Земли.

    Различные поверхности

    Некоторые поверхности лучше других отражают и поглощают инфракрасное излучение . В этой таблице приведены некоторые различия:

    Поверхность Поглощение Эмиссия
    Тусклый, матовый или шероховатый Хороший Хороший
    9011 9018 Блестящий 9011 9018 Плохой 9011 9018

    Как видите, матовые поверхности хорошо поглощают и излучают инфракрасное излучение.Блестящие поверхности – плохие поглотители и излучатели (но они хорошо отражают инфракрасное излучение).

    Если два объекта из одного материала имеют одинаковый объем, тонкий плоский объект будет излучать тепловую энергию быстрее, чем толстый.

    Это одна из причин того, почему бытовые радиаторы получаются тонкими и плоскими.

    Радиаторы часто окрашивают глянцевой краской, но они лучше излучали бы тепло, если бы вместо этого были окрашены матовой краской. Кроме того, несмотря на свое название, радиаторы на самом деле передают большую часть тепла в комнату за счет конвекции, а не излучения.

    Исследование теплового излучения

    Перенос инфракрасного излучения от горячего объекта в более прохладное окружение можно исследовать с помощью прибора, называемого кубом Лесли. Это металлический куб с четырьмя сторонами, подготовленными различными способами: черный, белый, блестящий и т. Д. или скучно. Его можно наполнить горячей водой или нагреть на электрической плитке, чтобы все четыре стороны имели одинаковую температуру.

    Метод

    1. Измерьте температуру на фиксированном расстоянии от каждой стороны куба Лесли с помощью термометров (или с помощью термопары, электрического устройства, которое создает разность потенциалов в зависимости от температуры).
    2. Нагрейте кубик Лесли кипятком или горячей плитой.
    3. Продолжайте измерять и записывать температуру каждые 30 секунд в течение пяти минут, затем постройте график зависимости температуры от времени для каждой стороны.
    4. Сравните полученные четыре графика. Помните, что четыре термометра могут иметь разную точность, поэтому примите это во внимание при анализе результатов.

    5.4: Режимы теплопередачи

    Проводимость

    Нам известны эффекты передачи тепла в систему или из нее, но теперь мы собираемся взглянуть на способов, которых может происходить эта передача.Как мы заявляли ранее, «тепло» – это довольно общее описание передачи энергии из-за разницы температур между двумя системами, и мы увидим, что существует три режима, через которые эта передача может происходить. Первый наиболее интуитивно понятен, и, как оказалось, с ним легче всего справиться математически. Он называется проводимостью .

    Как мы видели на примере теплового расширения, уловка для понимания проводимости заключается в рассмотрении происходящего в микроскопическом масштабе. Рассмотрим твердый цилиндрический объект, соединяющий две системы при разных температурах.Этот цилиндр действует как проводник для тепловой энергии от более горячей системы к более холодной. Мы моделируем этот цилиндр микроскопически, используя параллельные цепочки частиц, соединенных пружинами.

    Рисунок 5.4.1 – Модель теплопроводника

    [ Технически, эти частицы должны быть прикреплены к всем своим ближайшим соседям с помощью пружин, но мы будем рассматривать только передачу тепла по длине цилиндра, поэтому мы упростили модель соответствующим образом.]

    Из этой модели должно быть ясно, как тепловая энергия может передаваться от одного конца цилиндра к другому: если мы будем вибрировать частицы на одном конце цилиндра, они будут вибрировать их ближайших соседей, и эффект будет распространяться. до другого конца. Это легко увидеть, но труднее понять то, что мы будем рассматривать только стационарные условия, что означает, что частицы на каждом конце цилиндра колеблются с амплитудами, которые имеют энергию, соответствующую системам, в которых они находятся. контакт (эти области называются тепловыми резервуарами , потому что в процессе теплопередачи их температуры существенно не меняются).Каждая частица между концами колеблется с амплитудой между двумя крайними значениями, определяемыми горячим и холодным резервуарами.

    Итак, наша задача сейчас (как и при всех формах теплопередачи) состоит в том, чтобы определить скорость, с которой энергия передается от одной системы к другой, в соответствии с предоставленными условиями. Мы сделаем это, рассматривая каждый элемент этой модели по очереди. Как и любой анализ постоянно меняющегося явления, мы начинаем с дифференциальных элементов. В этом случае у нас есть два небольших сегмента цилиндра с немного разными температурами, через которые передается некоторое количество тепла.

    Рисунок 5.4.2 – Дифференциальная теплопроводность

    Чем больше цепочек из подпружиненных частиц мы сможем использовать, тем быстрее будет передаваться энергия. Количество цепей пропорционально площади поперечного сечения цилиндра, поэтому скорость теплопередачи также пропорциональна площади поперечного сечения:

    \ [\ dfrac {dQ} {dt} \ propto A \]

    Следующим фактором, определяющим скорость теплового потока между этими двумя сегментами, является разница температур.Неудивительно, что при большей разнице температур тепло будет течь быстрее. Оказывается, скорость теплового потока прямо пропорциональна разнице температур. Это явление часто называют законом охлаждения Ньютона , и он довольно хорошо работает в качестве приближения в более общих обстоятельствах, хотя строго применим только к этому. Мы должны быть осторожны с используемыми знаками; Напомним, что знак для \ (dQ \) положительный, когда тепло поступает в систему, но в этом случае тепло выходит из системы с более высокой температурой:

    \ [\ dfrac {dQ} {dt} \ propto -dT \]

    Чтобы вся энергия в первом сегменте передавалась во второй сегмент, энергия в левом конце сегмента должна пересечь длину этого сегмента, \ (dx \).Чем длиннее этот сегмент, тем больше времени он займет, поэтому скорость теплопередачи обратно пропорциональна этому расстоянию:

    \ [\ dfrac {dQ} {dt} \ propto \ dfrac {1} {dx} \]

    Разные вещества будут иметь разную структуру (разные пружины, разные массы частиц и т. Д.), Поэтому мы должны принимать во внимание тип вещества. Мы делаем это, добавляя это в константу пропорциональности (теплопроводность , \ (k \) ), которая превращает пропорциональные отношения в равенство:

    \ [\ dfrac {dQ} {dt} = -kA \ dfrac {dT} {dx} \]

    Производная температуры называется температурным градиентом и может рассматриваться как крутизна, при которой температура спадает от источника теплопередачи (более горячий тепловой резервуар) к месту назначения (более холодный тепловой резервуар). ), что в самых общих случаях (например,г. в нестационарных ситуациях) не будет постоянным. Это известно как уравнение теплопроводности , но на самом деле это конкретный пример уравнения диффузии , которое также применимо ко многим другим явлениям.

    Оказывается, это уравнение является излишним для наших целей (мы не собираемся начинать решать дифференциальные уравнения), и фактически во всех случаях, которые мы рассматриваем, мы будем иметь дело с установившимися ситуациями с линейным градиентом температуры. Когда температура изменяется линейно от горячего термального резервуара к холодному, градиент является постоянным, равным просто разнице температур двух резервуаров (\ (\ Delta T \)), деленной на расстояние, разделяющее их (\ ( L \)):

    \ [\ dfrac {dQ} {dt} = – \ dfrac {kA} {L} \ Delta T \]

    Пример \ (\ PageIndex {1} \)

    Стальной пруток квадратного сечения используется для растапливания квадратных отверстий в ледяной плите.Затем стержень разрезают пополам, и две половинки свариваются по бокам, чтобы получился новый более короткий стержень с прямоугольным поперечным сечением. Если масса льда, растаявшего за 10 минут на исходной полосе, равна \ (M \), сколько льда будет растоплено за 10 минут при новой конфигурации? Предположим, что температура на горячем конце стержня одинакова в обоих случаях.

    Решение

    Скорость теплопроводности пропорциональна площади поперечного сечения и обратно пропорциональна длине материала, через который проходит тепло, и в этом случае площадь удваивается, а длина делится пополам.Материал такой же (теплопроводность не изменилась), поэтому скорость теплового потока увеличена в 4 раза. Если за тот же период времени в лед передается вчетверо больше энергии, растает в четыре раза больше льда, поэтому ответ будет \ (4M \).

    Конвекция

    Конвекция – это еще одна форма теплопередачи, которая работает по совершенно другому механизму, нежели теплопроводность. Вместо того, чтобы частицы взаимодействовать друг с другом, энергия передается просто за счет того, что частицы с большим количеством KE перемещаются (благодаря случайному движению) из более горячей области в более холодную, в то время как более низкие частицы KE занимают свое место в более горячей. области (нет чистого обмена частицами), что приводит к передаче энергии.{\ frac {5} {4}} \]

    Здесь следует отметить два момента:

    • Хотя это не совсем соответствует «закону охлаждения Ньютона», как проводимость, но очень близко.
    • У нас нет константы пропорциональности или даже того, от чего эта константа зависит. Это не значит, что это бесполезно, потому что мы все еще можем сравнивать скорость конвекции для двух сценариев, где «все остальное равно».

    Не вдаваясь в подробности о константах пропорциональности для теплопроводности и конвекции, тем не менее можно с уверенностью сказать, что конвекция в целом является более быстрым способом переноса тепла.Например, если у вас есть полиэтиленовый пакет, полный горячей воды, и полиэтиленовый пакет, полный холодной воды, и вам нужны два полиэтиленовых пакета с теплой водой (поэтому вы хотите передать тепло от горячего мешка с водой к холодному мешку с водой). ), самый быстрый способ добиться этого – смешать воду из пакетов вместе, а не прижимать пакеты друг к другу.

    Радиация

    Третий способ передачи тепла должен стать очевидным, если подумать о том, как наша Земля остается теплой.В конце концов, он находится в контакте с космическим вакуумом (который в отсутствие ближайшего солнца имеет температуру \ (3K \)), поэтому тепло должно передаваться из него с угрожающей скоростью. Источником приходящей на Землю теплопередачи, конечно же, является Солнце. Но пространство между Солнцем и Землей не проводит тепло (это пустое пространство – нет частиц, связанных с источниками), и Солнце не запускает действительно горячие частицы, чтобы смешаться с атмосферой Земли (ну, на самом деле это так, но эта «конвекция» »Не сильно нагревает нашу атмосферу, хотя и устраивает красивое световое шоу на полюсах).Вместо этого Солнце передает энергию Земле через излучение .

    Мы уже знаем, что излучение – это просто световые волны. Мы также знаем, что световые волны возбуждаются колеблющимися электрическими зарядами (электронами). Одним из источников колеблющихся зарядов являются атомы в образце с тепловой энергией. Чем горячее нагревается образец, тем более энергично вибрируют заряды, что означает, что больше энергии испускается в виде излучения, поэтому мы ожидаем, что выходная электромагнитная мощность образца будет расти с ростом его температуры, но это ни в коем случае не очевидно, каким образом выходная мощность будет математически зависеть от температуры.

    Эти световые волны не знают, куда они идут, они знают только то, что ими движут некоторые колеблющиеся электроны, поэтому не разница температур вызывает эту теплопередачу, а скорее абсолютная температура . Человек по имени Больцманн вывел зависимость выходной мощности от температуры, а парень по имени Стефан измерил ее. Получается, что выходная мощность идет как четвертая степень абсолютной температуры. Фактическая выходная мощность также зависит от площади поверхности (больше места для выхода излучения) и свойства, называемого коэффициентом излучения , которое измеряет, насколько хорошо поверхность излучает свет (насколько шероховатая / гладкая поверхность, насколько она фасонные и др.4} \]

    Константа \ (\ sigma \) называется постоянной Стефана-Больцмана, \ (e \) – коэффициент излучения, а \ (A \) – площадь поверхности излучающего тела. Абсолютное значение включено сюда, потому что это уравнение включает абсолютную температуру, а не разницу температур. Знак, который мы ставим этому уравнению, зависит от того, говорим ли мы о скорости, с которой тепло выходит из объекта при температуре \ (Т \) (в этом случае знак отрицательный), или о скорости, с которой тепло поступает в объект. область вокруг объекта при температуре \ (T \) (в этом случае знак положительный).

    Здесь мы не упоминали частоту излучаемого света. Оказывается, все частоты (до определенного максимума) излучаются, но передаваемая энергия неоднородна по частотам. Помните, что эти тепловые электроны колеблются случайным образом , хотя эта случайность имеет неравномерное распределение, что делает одни частоты более распространенными, чем другие. Большая часть света, излучаемого таким образом при «повседневных» температурах (скажем, в сотни кельвинов), находится в части спектра, который мы называем инфракрасным , частотным диапазоном, который мы не можем увидеть невооруженным глазом, хотя мы можем увидеть это с помощью специальных устройств (например.г. инфракрасные камеры). Часть выходной мощности, которая находится в видимом спектре, слишком мала для того, чтобы мы могли видеть, когда температура находится на уровне «типичных» температур в районе 300 K . Но если что-то становится значительно горячее, выходная мощность на каждой частоте возрастает, и мощность в видимом спектре может достигать видимого уровня – объект «светится горячим».

    Напомним, мы говорили, что для передачи тепла требуется разница температур , но здесь мы, кажется, говорим, что тепло передается от объекта с абсолютной температурой.Что ж, любой объект, который может излучать свет, может также поглотить его. Итак, давайте рассмотрим объект, находящийся в среде с другой температурой.

    Рисунок 5.4.4 – Теплопередача в / из окружающей среды посредством излучения

    Коэффициент излучения – это свойство граничной поверхности между двумя областями, обменивающимися теплом (в данном случае мы называем объект и его окружение), поэтому, естественно, это одно и то же значение, идущее в обоих направлениях (мы увидим еще одну причину, по которой это должно случиться в ближайшее время).4 \ вправо) \]

    Мы снова видим, что чистый тепловой поток вызывается разницей в температуре, хотя, как и конвекция, этот режим не подчиняется закону охлаждения Ньютона.

    Пример \ (\ PageIndex {2} \)

    Типичная звезда красного гиганта настолько велика, что в нее может поместиться около 1000000 звезд размером с наше Солнце (т.е. красные гиганты занимают объем примерно в 1 миллион раз больше, чем объем, занимаемый нашим Солнцем). Чтобы наше Солнце излучало энергию с той же скоростью, что и такая звезда, как нужно будет сравнивать их температуры?

    Решение

    Один миллион кратного объема переводится в 100-кратный радиус, который, в свою очередь, составляет 10 000-кратную площадь поверхности.Скорость передачи энергии за счет излучения пропорциональна площади поверхности, поэтому, если бы температуры были равны, красный гигант излучал бы энергию в 10000 раз больше, чем наше Солнце. Скорость передачи энергии за счет излучения также равна 4-й степени температуры, поэтому, если Солнце было в 10 раз горячее, чем красный гигант (оказывается, что это не так, хотя оно почти вдвое горячее), тогда это точно компенсирует гораздо большую площадь поверхности красного гиганта.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.