13 Příklady přenosu tepla: Podrobné vysvětlení

Tento článek pojednává o příkladech přenosu tepla. Přenos tepla je odvětví tepelného inženýrství, které se zabývá výrobou, využitím a výměnou tepelné energie z jednoho systému do druhého.

Teplo lze přenášet mnoha způsoby. Nejběžnějšími známými metodami jsou kondukce, konvekce a záření. Tento článek pojednává o různých režimech přenosu tepla a poté budeme diskutovat o příkladech přenosu tepla, které vidíme v našem každodenním životě.

• Naše pokožka se zahřívá po pobytu na slunci
• Vařící voda
• Teploměr
• Po dotyku horké pánve se spálíme
• Voda se zahřívá po opuštění horkého slunce
• Po ohřátí v mikrovlnné troubě se jídlo ohřeje
• Jídlo vychladne, když ho necháte v místnosti
• Šálek čaje se po nalití čaje do šálku zahřeje
• Telefon se zahřívá, když se zahřívá jeho baterie
• Nabíječka telefonu se zahřívá, když se dráty uvnitř zahřívají
• Televizor se zahřívá poté, co se jeho cívka po nadměrném používání zahřeje
• lesní požár
• Led po ponoření do teplého nápoje taje
• Parník

Co je přenos tepla?

Jak bylo uvedeno výše, teplo transfer je obor tepelného inženýrství, který se zabývá výrobou tepla, využitím tepla a přenosem tepla různými fyzikálními systémy.

Teplo nutně nepotřebuje médium k přenosu z jednoho systému do druhého. Tyto systémy mají různé teploty. Teplo bude proudit ze systému s vysokou teplotou do systému, který má nižší teplotu. O jeho typech budeme studovat v dalších částech tohoto článku.

Obrazové kredity: Kmecfiunit, cmglee, Prostředky prostupu tepla 2, CC BY-SA 4.0

Způsoby přenosu tepla

Teplo lze přenášet z jednoho systému do druhého mnoha způsoby. Některé metody potřebují médium, zatímco některé metody, jako je záření, nepotřebují žádné médium pro přenos tepla.

Různé způsoby přenosu tepla jsou uvedeny níže:

• Vedení – Vedení je způsob přenosu tepla, kde se teplo přenáší prostřednictvím systémů, když jsou ve vzájemném kontaktu. Molekuly těchto systémů vibrují a přenášejí energii prostřednictvím těchto vibrací. Vibrace sice s narůstající vzdáleností mizí, což dokazuje, že vedení je nepřímo úměrné délce systémů.
• Konvekce – konvekce je proces přenosu tepla za pomoci pohybujících se tekutin. Když si nalijeme teplou vodu na naše tělo a naše svaly se uvolní, je to způsobeno konvekcí tepla z vody do naší pokožky.
• Záření – Sálání je proces přenosu tepla, při kterém se teplo přenáší bez pomoci jakéhokoli média nebo fyzického kontaktu mezi systémy.

Příklady přenosu tepla

K přenosu tepla dochází v každodenním životě téměř všude kolem nás. Nejběžnější příklady přenosu tepla jsou uvedeny níže -

Naše pokožka se zahřívá po pobytu na slunci

Teplo vyzařované Sluncem je vyzařováno směrem k Zemi. Toto vyzařované teplo je absorbováno naší pokožkou, a proto se cítíme teplo, když jdeme ven na sluneční světlo. Dlouhé expozice mohou dokonce popálit kůži (příkladem je opalování).

Ocelová lžíce se po kontaktu s horkou nádobou zahřeje

Když je ocelová lžička v kontaktu s horkou nádobou, ocelová lžička se zahřívá díky přenosu tepla vedením. Protože je ocelová lžička dobrým vodičem tepla, teplo se snadno přenáší na ocel, čímž je teplota ocelové lžíce vyšší.

Vařící voda

Voda se vaří jak konvekcí, tak vedením. Nádoba, ve které je voda, se nejprve zahřeje. To je způsobeno přenosem tepla vedením. Poté se voda ohřeje v důsledku přenosu tepla mezi vodní hladinou a horkou nádobou. Zbývající voda se ohřívá procesem konvekce.

Teploměr

V teploměru hladina Merkuru stoupá, když se na něj přenáší teplo z těla. Vzestup Merkuru se používá k určení teploty našeho těla.

Po dotyku horké pánve se spálíme

Když je pánev horká a dotýkáme se jí, cítíme horko nebo si občas popálíme ruce. To je způsobeno přenosem tepla v důsledku vedení. Teplo z horké pánve se při kontaktu s pánví přenáší na naši pokožku.

Voda se zahřívá po opuštění horkého slunce

Když necháme vodu na horkém slunci, teplo vyzařované Sluncem ji ohřeje. To se děje proto, že voda absorbuje vyzařované teplo, které ji zase zahřívá. To je stejný důvod, proč je nám horko, když vyjdeme z domu pod spalujícím žárem.

Po ohřátí v mikrovlnné troubě se jídlo ohřeje

Mikrovlnná trouba se používá k ohřívání jídla. Mikrovlnná trouba vysílá vlny, které ohřívají jídlo. Celý tento proces přenosu tepla probíhá ve formě záření.

Jídlo vychladne, když ho necháte v místnosti

Když necháme jídlo nedotčené v našem pokoji, pak se jídlo snaží vyrobit tepelná rovnováha s okolím, což se děje snížením teploty jídla. Jak se potraviny ochlazují, ustavuje se tepelná rovnováha. Toto je také příklad přenosu tepla, když se teplo přenáší z jídla do okolí.

Šálek čaje se po nalití čaje do šálku zahřeje

Po nalití čaje do šálku dojde k vedení mezi vnější vrstvou čaje a povrchem šálku. Tímto způsobem se teplo přenáší z čaje do šálku, v důsledku čehož se šálek zahřeje.

Telefon se zahřívá, když se zahřívá jeho baterie

Když se baterie zahřeje v důsledku delšího provozu telefonu, zahřeje se i telefon. Baterie je totiž v kontaktu s mobilním telefonem. Teplo se přenáší z baterie do telefonu pomocí vedení.

Nabíječka telefonu se zahřívá, když se dráty uvnitř zahřívají

Dráty uvnitř adaptéru nabíječky se zahřívají kvůli nadměrnému nabíjení. Tyto dráty jsou v kontaktu s adaptérem zevnitř, dochází tak k přenosu tepla vedením a adaptér se také zahřívá.

Televizor se zahřívá poté, co se jeho cívka po nadměrném používání zahřeje

Po nadměrném používání se cívky uvnitř TV zahřívají. Cívka, která je v kontaktu s vnitřkem televizoru, způsobuje, že je televizor také horký. Proto se doporučuje sledovat televizi pod kontrolou.

lesní požár

Když je teplo ze slunce velmi silné, mohou se suché listy vznítit kvůli nadměrnému teplu. Tohle je příklad záření přenos tepla. Je důležité si uvědomit, že záření může také způsobit požár!

Led po ponoření do teplého nápoje taje

Po ponoření ledu do teplého nápoje dochází mezi ledem a nápojem ke konvekci, která zvyšuje teplotu ledu. To má za následek tání ledu.

Parník

Parní hrnec je zařízení, které vydává páru. Tato pára se používá k odstranění nachlazení nebo ošetření pokožky atd teplo z páry se přenáší na naši pokožku pomocí konvekce. Pára s sebou nese teplo a při kontaktu s ní ho předává pokožce.

Příklady přenosu tepla sáláním

Přenos tepla sáláním není ve fyzickém kontaktu obou systémů, ani nepotřebuje médium pro přenos tepla z jednoho systému do druhého. Podívejme se na některé z níže uvedených příkladů přenosu tepla sáláním -

• Horká kovová tyč přenášející teplo do okolí – Kovová tyč při zahřívání vydává teplo do svého okolí, tento přenos tepla probíhá pomocí sálání. Pokud přiložíme ruku ke kovové tyči, pocítíme horko, i když se jí nedotkneme.
• Mikrovlnná trouba – Potraviny se v mikrovlnné troubě ohřívají působením přenosu tepla sáláním. Mikrovlny uvnitř mikrovlnky ohřívají jídlo pomocí záření.
• Sluneční UV záření – Sluneční UV záření je záření vyzařované sluncem. Toto záření lze využít pro výrobu elektřiny pomocí solárních panelů. I naše pokožka se působením UV záření zahřívá. To je způsobeno výhradně přenosem tepla sáláním.
• Emise záření gama – Gama paprsky jsou typem em vlny. Tyto vlny se po vyslání pohybují na principu záření.
• Světlo vyzařované žárovkou -Světlo z žárovky je příkladem záření, kdy se cítíme teplo, když stojíme vedle lampy, i když se jí nedotýkáme.
• Z ohně vychází teplo – Oheň je malý řízený oheň, který se používá k tomu, abychom se během chladného počasí zahřáli. Přenos tepla probíhá pomocí sálání. Nedotýkáme se ohně, ale stále cítíme teplo, které z něj vydává.
• Teplo vyzařované radiátorem – Chladič ve vozidle se zahřeje, když vozidlo příliš jelo. Teplo vyzařované z radiátoru je u nás cítit. To je způsobeno radiačním přenosem tepla. Radiátoru se fyzicky nedotýkáme, ale stále cítíme teplo.

Přečtěte si více o Celkový koeficient přenosu tepla.