Что такое конвекция в физике определение 8 класс?

11 ответов на вопрос “Что такое конвекция в физике определение 8 класс?”

  1. HACHICK228 Ответить

    Теплопередача – это способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы. Существуют следующие виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

    Теплопроводность

    Теплопроводность – это процесс передачи энергии от одного тел а к другому или от одной части тела к дpугой благодаря тепловому движению частиц. Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другом у или от одной части телa к другой передается энергия.
    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 теплопроводность ю 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.

    Конвекция

    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 вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла, 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.
    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.

    Излучение

    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.
    Опыты также показывают, что 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.

    Конспект урока «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение».
    Следующая тема: «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость».

  2. Gujinn Ответить


    3. Почему конвекция невозможна в твёрдых телах?
    В твердых телах конвекция происходить не может.
    Каждая частица кристаллического тела лишь колеблется около одной точки (положения равновесия), удерживаемая сильным взаимным притяжением с другими частицами.
    Поэтому при нагревании твердого тела в нем не могут образовываться потоки вещества.

    4.
    Чем отличается естественная конвекция от вынужденной?
    Естественная ( или иначе свободная) конвекция происходит за счет естественных перемещений нагретых слоев воздуха или жидкости.
    Например, тяга в печах:

    Это явление возникает при изменении плотности вещества в результате нагревания под действием силы тяжести и выталкивающей силы.
    При вынужденной (иначе принудительной) конвекции используются для перемешивания слоев жидкости или газа специальные приспособления: насосы или мешалки.
    Вынужденную конвекцию используют, например, на космических станциях.

    5. Почему жидкости и газы нагревают снизу?
    Если нагревать жидкость или газ снизу, то плотность нижних слоев вещества уменьшается, а их объем увеличивается за счет расширения.
    Увеличивающаяся выталкивающая сила начинает поднимать эти слои жидкости или газа вверх.
    Так образуются потоки жидкости или газа.

    Если же нагревать жидкость или газ в верхней части объема, то никаких потоков вещества получить бы не удалось.
    6. Как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой?

    Воздух, соприкасаясь с нагретой лампой, нагревается и расширяется, становясь менее плотным, чем окружающий его холодный воздух.
    Под действием архимедовой силы нагретый воздух выталкивается вверх, а его место занимает холодный воздух.

    7.
    Как происходит нагревание воды в колбе, поставленной на огонь?

    Вода в колбе нагревается в основном за счет конвекции.
    При нагревании воды снизу нижний слой воды нагревается раньше, чем верхний.
    Он становится менее плотным и поднимается вверх, а вниз опускаются более тяжелые холодные слои.
    Затем цикл повторяется.
    Так происходит равномерный прогрев всей жидкости.
    Назад в “Оглавление” – смотреть

  3. Modinara Ответить

    I
    Конве?кция (от лат. convectio — принесение, доставка)
    перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Различают естественную, или свободную, и вынужденную К.
    Естественная К. возникает при неравномерном нагреве (нагреве снизу) текучих или сыпучих веществ, находящихся в поле силы тяжести (или в системе, движущейся с ускорением). Вещество, нагретое сильнее, имеет меньшую плотность и под действием архимедовой силы FA перемещается относительно менее нагретого вещества. Сила FA = ??•V (?? — разность плотностей нагретого вещества и окружающей среды, V — объём нагретого вещества). Направление силы FA, а следовательно, и К. для нагретых объёмов вещества противоположно направлению силы тяжести. К. приводит к выравниванию температуры вещества. При стационарном подводе теплоты к веществу в нём возникают стационарные конвекционные потоки, переносящие теплоту от более нагретых слоев к менее нагретым. С уменьшением разности температур между слоями интенсивность К. падает. При высоких значениях теплопроводности и вязкости среды К. также оказывается ослабленной. На К. ионизованного газа (например, солнечной плазмы) существенно влияет магнитное поле и состояние газа (степень его ионизации и т.д.). В условиях невесомости естественная К. невозможна.
    При вынужденной К. перемещение вещества происходит главным образом под воздействием какого-либо устройства (насоса, мешалки и т.п.). Интенсивность переноса теплоты здесь зависит не только от перечисленных выше факторов, но и от скорости вынужденного движения вещества.
    К. широко распространена в природе: в нижнем слое земной атмосферы (см. Конвекция в атмосфере), морях и океанах (см. Конвекция в океане), в недрах Земли, на Солнце (в слое до глубины ~20—30% радиуса Солнца от его поверхности) и т.д. С помощью К. осуществляют охлаждение или нагревание жидкостей и газов в различных технических устройствах (см. Конвективный теплообмен).
    II
    Конве?кция
    в атмосфере, вертикальные перемещения объёмов воздуха с одних высот на другие, обусловленные архимедовой силой: воздух более тёплый и, следовательно, менее плотный, чем окружающая среда, перемещается вверх, а воздух более холодный и более плотный — вниз. При слабом развитии К. имеет беспорядочный, турбулентный характер. При развитой К. над отдельными участками земной поверхности возникают восходящие и нисходящие токи воздуха, пронизывающие атмосферу иногда до высот стратосферы (проникающая К.). Вертикальная скорость восходящих токов (термиков) при этом обычно порядка нескольких м/сек, по иногда может превышать 20—30 м/сек. С проникающей К. обычно связано образование облаков К. — кучевых и кучево-дождевых (грозовых).
    Развитие К. зависит от распределения температуры в атмосфере по высоте. Восходящий воздух поднимается до тех пор, пока его температура остаётся выше температуры окружающего воздуха; нисходящий воздух, в свою очередь, опускается, пока он холоднее окружающего воздуха. Но восходящий воздух вследствие расширения охлаждается на 1 °С на 100 м подъёма (пока в нём не началась конденсация) — так называемый сухоадиабатический градиент, а после начала конденсации (образования облаков), сопровождающейся выделением скрытой теплоты, — на переменную величину в несколько десятых долей градуса на 100 м подъёма (так называемый влажноадиабатический градиент). Поэтому для поддержания К. нужно, чтобы вертикальный градиент температуры в атмосферном столбе был больше сухоадиабатического градиента до уровня, на котором начинается конденсация, и больше влажнодиабатического над этим уровнем, т. е. атмосфера должна обладать неустойчивой стратификацией (см. Стратификация атмосферы). Такие условия создаются летом в воздухе над прогретой сушей и во все времена года в воздухе, движущемся с более холодной на более тёплую поверхность. Слои с малыми вертикальными градиентами температуры, особенно с инверсиями температуры (См. Инверсии температуры), являются для К. задерживающими слоями.
    Лит.: Матвеев Л. Т., Основы общей метеорологии, Л., 1965; Шметер С. М., Физика конвективных облаков, Л., 1972.
    С. П. Хромов.
    III
    Конве?кция
    в океане, вертикальное движение воды, вызванное изменением её плотности в результате изменения температуры или солёности. Если плотность воды однородна по горизонтали и с глубиной возрастает, то вода находится в равновесии. В противном случае начинается опускание более плотной воды до глубины, на которой плотность опустившейся воды станет равной плотности окружающих вод. К. ведёт к перемешиванию и выравниванию по вертикали физических и химических характеристик воды, обогащению кислородом нижележащих слоев и т.д. В придонных областях океана (в частности, в глубоководных впадинах) могут иметь место случаи уменьшения плотности с глубиной, например за счёт геотермического притока тепла из недр Земли. В ряде случаев это уменьшение плотности с глубиной сопровождается К., охватывающей значительную толщу придонных вод (порядка нескольких сотен м по вертикали),
    Большую роль в режиме океана играет К. в период осенне-зимнего охлаждения (так называемая зимняя вертикальная циркуляция), так как в этот период К. распространяется на большие глубины, а в отдельных субтропических и тропических морях с большой солёностью воды — до дна (Средиземное море, Красное море, Персидский залив), Поскольку благодаря К. зимой в океане непрерывно происходит подъём к поверхности более тёплых вод с глубин, климат прилегающих стран смягчается.
    А. М. Муромцев.

  4. TheFantaPlay Ответить

    Выявить механизмы конвекции при перемене состояния.

    Основные пункты

    Конвекция обусловливается масштабным потоком вещества в жидкостях. Твердые не способны использовать конвекцию для переноса.
    Плавучими силами управляет естественная конвекция: горячий воздух поднимается, потому что с увеличением температуры уменьшается плотность.
    По эффективности конвекция способна превосходить проводимость. Воздух играет роль плохого проводника, зато – отличный изолятор.
    Конвекция часто возникает при смене состояния (испарение пота, таяние льда).

    Термины

    Естественная конвекция – метод транспортировки тепла. Жидкость, сосредоточенная вокруг источника, получает тепло и теряет плотность, из-за чего поднимается.
    Положительный отзыв – обратная связь, где выходной сигнал усиливается положительным коэффициентом в каждом цикле.

    Пример

    Давайте используем конвекцию для воздуха сквозь стены дома. Большая часть конструкций лишены герметичности, поэтому воздух попадает сквозь двери, окна, трещины и т.д. Уходит примерно час на полное обновление воздуха. Возьмем дом размером 12м х 18м х 3м, а на замену воздуха уходит полчаса. Нужно вычислить теплоотдачу за единицу времени в ваттах, необходимых, чтобы нагреть холодный воздух на 10°C.
    Для начала используем формулу: Q = mc?T. Скорость теплопередачи – Q/t, где t – время обновления воздуха. ?T составляет 10°C, но нам нужно выяснить значения для массы воздуха и его удельной теплоты, прежде чем вычислить Q. Теплоемкость воздуха – средневзвешенное значение удельных теплоемкостей азота и кислорода, где C = cp ? 1000 Дж/кг°C.
    Определите массу воздуха из его плотности и заданного объема дома:
    m = ?V = (1.29 кг/м3)(12 м ? 18 м ? 3 м) = 836 кг
    Рассчитайте тепло, переданное от изменения температуры воздуха:
    Q = Mc?T = (836 кг) (1000 Дж/кг°С) (10 °С) = 8.36 ? 106 Дж
    Рассчитайте теплоотдачу от тепла Q и времени оборота t. Воздух перевернут в t = 0.500ч = 1800 с, поэтому теплота составляет fracQt = (8.36 ? 106 Дж)/1800 с = 4.64 кВт.

    Конвекция

    Конвекция – согласованное движение молекул внутри жидкостей. Конвекция массы не осуществима в твердых объектах, потому что в них не могут протекать объемные токи и ощутимая диффузия. Здесь диффузию тепла именуют теплопроводностью.

    Конвекция создается масштабным потоком вещества. Если говорить о нашей планете, то атмосфера циркулирует потоком горячего воздуха от тропиков к полюсам и от холодных в обратном направлении
    Обычно конвекция сложнее проводимости, но мы можем характеризовать ее и провести вычисления. Естественной конвекцией руководят плавучие силы: по мере роста температуры уменьшается плотность, и горячий воздух поднимается. Этот принцип можно применить для любых жидкостей.

    Конвекция занимает важное место в теплопередаче внутри кастрюли с водой. Нагревшаяся вода начинает расширяться, теряет плотность и поднимается, чтобы раздать тепло другим областям воды, а прохладная опускается на дно. Далее процесс повторяется

    Конвекция и изоляция

    Воздух может использовать конвекцию для передачи тепла. Это плохой проводник, но отличный изолятор. На его характеристики будет влиять количество доступного пространства. Например, пустота между внутренней и внешней стенами дома – 9 см. Этого хватит, чтобы добиться от конвекции высокой эффективности. Изоляция исключит воздушный поток, поэтому снизится потеря тепла. Если же пустота занимает 1 см, то конвекция предотвращается и используют низкую проводимость воздуха. Животные пользуются мехом.

    Конвекция и смена состояния

    Конвекция часто сопровождает трансформацию. Так мы имеем возможность охлаждаться через потоотделение, даже если окружающая температура выше показателя в теле. Чтобы пот испарился, понадобится тепло кожи, но если не будет воздушного потока, то воздух насыщается, и испарение останавливается.
    Возьмем пример с испарением воды в океане. Вместе с водой удаляется и тепло. Далее капельки конденсируются и создают облака, а атмосфера выделяет тепло. Таким образом, тепло из океана оказывается в атмосфере. Подобные схемы приводят к ураганам, штормам с молниями и даже вызывают град.

    Кучевые облака, созданные водяным паром, поднявшимся из-за конвекции. Рост облаков обуславливается механизмом положительной обратной связи

  5. echoes_of_down Ответить

    Теплопроводность – переход энергии дельта Q от более нагретых T1 частей тела к менее нагретым T2.
    Закон теплопроводности: теплота дельта Q, переносимая через элемент площади дельта S за время дельта t, пропорциональна градиенту температуры dT/dx, площади дельта S и времени дельта t
    Дельта Q = -X * (dT/dx) * дельта S * дельта t
    X – коэффициент теплопроводности.

    Суть теплопроводности

    Теплопроводность происходит из-за движения тепла и взаимодействия его составляющих частиц друг с другом. Процесс теплопроводности приводит к тому , чтобы температура всего тела была одинакова.
    Как правило энергия, которая подлежит переносу, определяется в качестве плотности теплового потока, пропорциональному градиенту температуры. Такой коэффициент пропорциональности называется коэффициентом теплопроводности.
    Теплопроводность это свойство тел передавать тепло, основанное на теплообмене которое происходит между атомами и молекулами тела.
    При теплопроводности не происходит перенос вещества от одного конца тела к другому. У жидкостей теплопроводность небольшая, исключение состовляет ртуть и расплавленные металлы.
    Все это из-за того что молекулы расположены далеко друг от друга в отличии от твердых тел. У газов теплопроводность еще меньше т.к. его молекулы находятся на еще большем расстоянии, чем у жидкостей.
    Плохой теплопроводностью обладает шерсть, волосы, бумага. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ воздух. Теплопроводность у разных веществ различна
    Дома строят из кирпича и бревен, потому что они обладают плохой теплопроводностью и могут сохранить прохладу или тепло в помещении. Для сковородок делают пластмассовые ручки для того, чтобы люди не обжигались, потому что они обладают плохой теплопроводностью.

    Суть конвекции

    Конвекция – еще один вид теплопередачи, при которой энергия переноситься самими струями жидкостей и газа.
    Пример: в отапливаемой комнате из за конвенции теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз.
    Тепловой поток Q – колличество теплоты W, ДЖ проходящие за время Т,С через данную поверхность в направлении нормали к ней
    Q = W/t
    Если колличество переданной теплоты W отнести к площади поверхности F и времени Т то получим величину:
    q= W/Ft = Q/F
    Плотность теплового потока измеряется в Вт/м2
    Существует два вида конвекции – естественная и вынужденная.
    К естественной конвекции относится нагревание помещения, нагревание тела во время жары (естественным путем).
    К вынужденной конвекции относится мешание чая ложкой, использование вентилятора, что бы охладить помещение (неестественным путем)
    Конвекция не происходит если нагревать жидкости сверху (правильно снизу), потому что нагретые слои не могут опуститься ниже холодных т.к. они более тяжелее.
    Конвекция в твердых телах происходить не может, потому что частицы в твердых телах колеблются возле определенной точки и удерживаются сильным взаимным притяжением. Энергия в твердых телах может передаваться теплопроводностью.

    Нужна помощь в учебе?


Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *