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Quali sono i 3 modi di trasmissione del calore?
il forme di trasmissione del calore Possono essere attraverso radiazioni, conduzione e convezione. Il calore è il trasferimento di energia cinetica da un mezzo o oggetto a un altro, o da una fonte di energia a un mezzo o oggetto.
L'unità di calore standard nel Sistema internazionale di unità (SI) è la caloria (cal), che è la quantità di trasferimento di energia richiesta per innalzare la temperatura di un grammo di acqua liquida pura di un grado Celsius, a condizione che il La temperatura dell'acqua è sopra il punto di congelamento e sotto il punto di ebollizione.
A volte, la kilocaloria (kcal) è specificata come unità di calore; e con meno uso, l'unità termica britannica (Btu). Questa è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura di un chilo di acqua liquida pura di un grado Fahrenheit.
La seconda legge della termodinamica afferma che il trasferimento di calore avviene per mantenere l'equilibrio termico.
Il trasferimento di calore avviene per mantenere questo principio quando un oggetto si trova a una temperatura diversa da un altro oggetto o dai suoi dintorni.
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indice
- 1 guida
- 2 convezione
- 3 radiazioni
- 4 riferimenti
guida
Quando le particelle di materia sono in contatto diretto, il calore viene trasferito per conduzione. Atomi adiacenti di energia superiore vibrano l'uno contro l'altro, il che trasferisce l'energia più alta all'energia più bassa, o una temperatura più alta ad una temperatura più bassa.
Cioè, l'intensità più elevata e gli atomi di calore più alti vibreranno, spostando gli elettroni in aree di minore intensità e calore inferiore.
Fluidi e gas sono meno conduttivi dei solidi (i metalli sono i conduttori migliori), poiché sono meno densi, il che significa che c'è una maggiore distanza tra gli atomi.
In conduzione, il trasferimento di calore avviene senza miscelazione di massa. La velocità di trasferimento del calore attraverso la conduzione è governata dalla legge di Fourier sulla conduzione del calore.
La conduzione è il modo in cui il calore scorre tra due oggetti solidi che si trovano a temperature diverse e si toccano l'un l'altro (o tra due parti dello stesso oggetto solido se si trovano a temperature diverse).
Un esempio pratico è camminare a piedi nudi su un pavimento di pietra e sentirai il freddo perché il calore scorre rapidamente dal corpo per conduzione.
Un altro esempio è mescolare una padella di zuppa con un cucchiaio di metallo e presto dovrete trovarne uno di legno al suo posto: dato che il calore viaggia velocemente lungo il cucchiaio portando la zuppa calda alle dita.
convezione
Il trasferimento di calore tra una superficie e un liquido o un gas in movimento è noto come convezione.
Quando il fluido o il gas si muovono più velocemente, il trasferimento di calore convettivo aumenta. I tipi di convezione esistenti sono la convezione naturale e la convezione forzata.
La convezione naturale è quando il movimento del fluido risulta dagli atomi caldi nel liquido, dove gli atomi caldi si muovono verso l'alto, verso gli atomi più freschi nell'aria e il fluido si muove verso il basso sotto l'influenza della gravità.
La convezione forzata è dove il fluido è costretto a viaggiare sulla superficie da un ventilatore, una pompa o altra fonte esterna.
In convezione, il calore viene trasferito a un fluido in movimento sulla superficie su cui scorre per diffusione molecolare combinata e flusso di massa.
La convezione coinvolge la conduzione e il flusso del fluido. La velocità di trasferimento del calore convettivo è regolata dalla legge del raffreddamento di Newton.
La convezione è il modo principale in cui scorre il calore attraverso liquidi e gas. Un esempio è mettere una padella di zuppa fredda e liquida sul fuoco e accendere la fiamma. La zuppa sul fondo della padella, più vicina al fuoco, si riscalda rapidamente e diventa meno densa della zuppa fredda sopra.
La zuppa più calda si alza e la zuppa più fredda sopra di esso, cade per prendere il suo posto. Molto presto c'è una circolazione di calore che attraversa la padella. A poco a poco, l'intera padella si scalda.
radiazione
Il trasferimento del calore attraverso lo spazio vuoto è noto come radiazione. Non ci sono mezzi necessari in questa forma di trasferimento di calore; La radiazione funziona anche attraverso un vuoto perfetto. Ad esempio, l'energia del sole viaggia attraverso il vuoto dello spazio prima che il trasferimento di calore riscaldi la terra.
Nella radiazione, il calore viene trasferito sotto forma di energia radiante o moto ondoso da un corpo all'altro. Non c'è alcun mezzo per la radiazione che si verifichi. La velocità della radiazione di calore che può essere emessa da una superficie a una temperatura termodinamica si basa sulla legge di Stefan-Boltzmann.
La radiazione è la terza forma principale in cui viaggia il calore. La conduzione porta il calore attraverso i solidi; La convezione porta il calore attraverso liquidi e gas; Ma le radiazioni possono trasportare il calore attraverso lo spazio vuoto, anche attraverso il vuoto totale.
Quasi tutto ciò che viene fatto sulla Terra è guidato dalla radiazione solare irradiata al pianeta dal Sole attraverso l'oscura e vuota oscurità dello spazio. Ma c'è anche molta radiazione di calore sulla Terra.
Un esempio è seduto vicino a un fuoco di legna croccante e sentire il calore che si irradia verso l'esterno e bruciando le guance.
Non è in contatto con il fuoco, quindi il calore non arriva per conduzione e, se è all'aperto, la convezione probabilmente non è sufficientemente predominante.
Invece, tutto il calore che senti viaggia per irraggiamento, in linea retta, alla velocità della luce, trasportato da un tipo di elettromagnetismo chiamato radiazione infrarossa.
riferimenti
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- Team editoriale di THE PHYSICS CLASSROOM. (2016). "Metodi di trasferimento di calore". Estratto da physicsclassroom.com.
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