Energia cieplna i płyny: wpływ ciepła na powietrze i wodę

    • ciepło to energia cieplna
    • Ciepło, które rozszerza się, chłodzenie, które kurczy się
    • Jak rozprzestrzenia się ciepło?

CIEPŁO TO ENERGIA CIEPLNA

Od dawna uważano, że ogieńobok ziemi, powietrze i woda były jednymi z podstawowe elementy które składały się na każdy przedmiot. Od dawna wiemy, że o ile powietrze, woda i ziemia są rzeczywiście kompleksami złożonymi z różnych substancji, to ogień tak naprawdę nie składa się z materii, ale jest wyrażenie energii cieplnej świadczą o kolorach substancji, które ulatniają się. Na przykład kolory sodowe są płomieniste, czerwone wapniowe, miedziane, liliowe i magnezowe.

Znasz fajerwerki? Ale tę gamę kolorystyczną można zaobserwować również w świecy lub podziwiając płonące w piecu drewno. Dziś jednak więcej niż specjalne efekty chromatyczne, które będziemy Wpływ energii cieplnej na płyny. Wtedy znów na scenę wejdą „siostry” ognia: powietrze i woda. Energia cieplna jest również definiowana prościej ciepło i nie mylić z temperaturą. Za pomocą termometru odbieramy i mierzymy temperaturę, a nie ciepło.

CIEPŁO, KTÓRE ROZSZERZA, CHŁODNICTWO, KTÓRE PRZECIW

JEDEN Mecz w płomieniu mają wysoką temperaturę, ale niskie ciepło; wręcz przeciwnie chłodnica samochodowa ma niższa temperatura, ale więcej ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, wpływ ciepła na ciecze lub samoloty powoduje rozszerzenie, a usuwanie cząsteczek ze sobą tak, że gęstość płynu zmniejsza się, a zatem substancja staje się lżejsza. Dotyczy to zarówno powietrza, jak i wody i oczywiście każdego innego płynu. Zgodnie z zasadą Archimedesa, ciało o niższej gęstości „unosi się” na ciele o wyższej gęstości, więc gorące powietrze ma tendencję do unoszenia się, podobnie jak woda.

W tych fascynujących środkach transportu, które były bardzo modne na początku XX wieku, a mianowicie balonach na ogrzane powietrze, używano go do tego, aby balon „unosił się” w powietrzu, z jego koszem i odpowiednimi pasażerami, dokładnie płyn o gęstości mniejszej niż otaczające powietrze, czyli wodór lub gorące powietrze wytwarzane za pomocą specjalnych palników umieszczonych w koszu. Maxi wersja balonów na ogrzane powietrze została skomponowana w tamtych dziesięcioleciach przez gigantyczne transoceaniczne sterowce podtrzymywane przez skrzynie wypełnione wodór lub hel. W przypadku podgrzewania płynów rozszerzają sięchłodzenie daje efekt odwrotny, czyli płyny oni zatrudniają, stają się cięższe i mają tendencję do schodzenia. Zjawiska te wpływają również na zmienność ciśnienia, jak zobaczymy w niektórych arkuszach operacyjnych zaproponowanych poniżej. Niektóre prawa fizyczne, takie jak równanie stanu gazu doskonałegosame odnoszą się do wielkości temperatura, Tom ORAZ ciśnienie. To są prawa fizyczne, które są studiowane w szkołach średnich.

JAK RÓŻNI SIĘ CIEPŁO?

Wznoszące się powietrze jest ruch konwekcyjny i jest jedną z trzech form dyfuzji energii cieplnej. W tym przypadku ciepło jest transportowane bezpośrednio przez poruszające się cząsteczki. w ujawnieniu do napędowy z drugiej strony istnieje prosty transfer ciepła przez kontakt, tak jak wtedy, gdy gorąca dłoń ogrzewa zimną dłoń po prostu przez jej dotknięcie. Wreszcie rozpowszechnianie do naświetlanie dzieje się to w przypadku braku materii poprzez fale termiczne i wyjaśnia, dlaczego dociera do nas ciepło słoneczne. Jest też mowa o komórki konwekcyjne, w tym sensie, że podgrzany płyn podczas wznoszenia się ochładza i zaczyna opadać, podczas gdy jego miejsce zajmuje inny płyn ogrzewany poniżej przez źródło ciepła. Komórki konwekcyjne, dobrze znane osobom zajmującym się meteorologią, wykonuje się i łatwo je zaobserwować nawet w kuchni, odnotowując ruchy zupy z makaronem, która „unosi się w górę i w dół” w garnku z wrzącą wodą.

LABORATORIUM 1: POWIETRZE, KTÓRE WZNOSI

Dzięki tym eksperymentom pokazujemy, jak powietrze po podgrzaniu zaczyna się rozszerzać, staje się lżejsze i unosi się.

PIERWSZY EKSPERYMENT

materiały

  • Szklana butelka;
  • Balon;
  • Garnek z gorącą wodą

Rozwój

  • Aplikować balon na butelkę ORAZ zanurz to na patelni z gorącą wodą.
  • Zauważ, że balon zaczyna się puchnąć ze względu na rozszerzalność cieplną powietrza, które go unosi i wypełnia.
  • Krok odwrotny: butelka jest schładzana, powietrze kurczy się, a balon wraca do stanu wiotkiego. Po umieszczeniu butelki w zamrażarce balon zostanie nawet wepchnięty do butelki.

DRUGI EKSPERYMENT

materiały

  • fiolka lub probówka;
  • perforowana czapka;
  • Szklana rurka;
  • Wodospad;
  • Barwnik;
  • mały garnek

Rozwój

  • Jeśli masz probówkę z perforowaną pokrywką, przez którą przechodzi szklana probówka, tuba zostanie wypełniona kolorową wodąupewniając się, że nie pozostaje puste miejsce między wodą a pokrywką.
  • Moczy się w gorącej wodzie i zobaczysz wzrost wody zabarwione wzdłuż rurki, im cieplejsza woda. Opadanie wody nastąpi wraz z ochłodzeniem. Jeśli nie masz probówki i perforowanego wieczka, możesz użyć szklanej butelki i probówki z zakraplacza, zabezpieczając ją plasteliną lub mieszanką mąki z wodą.

Pogłębianie

Bez rurki trudno jest ocenić rozszerzanie się wody, ponieważ przy takim samym rozszerzeniu objętości rozszerzałaby się ona również w bok, a zatem mniej w pionie.

LABORATORIUM 2: CHŁODZENIE

TRZECI EKSPERYMENT

Za pomocą tych eksperymentów demonstrujemy wpływ na ciśnienie chłodzenia powietrza.

materiały

  • Plastikowa butelka z nakrętką;
  • Lód.

Rozwój

  • Prezentujemy lód na butelce i na nakrętce. Po chwili butelka się zgniata.
  • Przyczyny chłodzenia skurcz powietrza a zatem spadek ciśnienia. Zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne, niezmienione, przeważa nad wewnętrznym poprzez ściskanie butelki.

CZWARTE DOŚWIADCZENIE

materiały

  • Świeca, zapałki;
  • Przykryj folią na opakowanie jogurtu;
  • Drut;
  • Kij (szpikulec).

Rozwój

  • tak wyciąć arkusz spirali.
  • tak przebicie pośrodku i przechodzi sznurek przywiązany do kija.
  • jeden się świeci świeca.
  • tak trzymaj nietoperza na przeciwległym końcu i umieść spiralę nad płomieniem. TEN ruch konwekcyjny ogrzanego powietrza obróci spiralę. W ten sposób osiąga się przemianę energii cieplnej w energię kinetyczną.