3 Ερωτήσεις σχετικά με τη μεταφορά θερμότητας
1. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα!
Αν τοποθετηθούν τρεις σωλήνες σε ένα κλειστό γυάλινο κουτί όπως φαίνεται στην εικόνα. Ο καπνός από ένα ρολό χαρτιού τοποθετείται στο άκρο του σωλήνα Β και εισέρχεται μέσω του σωλήνα, τότε ο καπνός θα εξέλθει ξανά μέσω των σωλήνων Α και C όπως φαίνεται στην εικόνα. Αυτό το συμβάν συμβαίνει λόγω της μεταφοράς θερμότητας από….
A. μεταγωγή
Β. αγωγιμότητα
Γ. επαγωγή
Δ. ακτινοβολία
Συζήτηση
Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει λόγω της μεταφοράς θερμότητας μέσω συναγωγής. Η μεταφορά θερμότητας μέσω συναγωγής είναι η μεταφορά θερμότητας που συνοδεύεται από την κίνηση της ύλης. Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας μέσω συναγωγής περιλαμβάνουν τον άνεμο, το βραστό νερό ή την κίνηση καπνού, όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα.
Πώς εξηγείτε την κίνηση του καπνού όπως φαίνεται στην παραπάνω εικόνα; Μέσα σε ένα κλειστό γυάλινο κουτί, υπάρχει ένα αναμμένο κερί. Η φλόγα του κεριού θερμαίνει τον περιβάλλοντα αέρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του αέρα μέσα στο γυάλινο κουτί. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί τη διαστολή του αέρα (αύξηση του όγκου). Αυτή η διαστολή προκαλεί τη μείωση της πυκνότητας του αέρα. Επομένως, η πυκνότητα του αέρα έξω από το γυάλινο κουτί είναι μεγαλύτερη από την πυκνότητα του αέρα μέσα στο γυάλινο κουτί. Τα αέρια μετακινούνται φυσικά από περιοχές με υψηλή πυκνότητα αέρα σε περιοχές με χαμηλή πυκνότητα αέρα. Αυτή η διαφορά στην πυκνότητα του αέρα προκαλεί τη ροή καπνού από έξω από το γυάλινο κουτί, το οποίο έχει υψηλή πυκνότητα αέρα, μέσα στο γυάλινο κουτί, το οποίο έχει χαμηλή πυκνότητα αέρα.
Μόλις βρεθεί μέσα στο γυάλινο κουτί, η φλόγα του κεριού θερμαίνει τον καπνό, αυξάνοντας τη θερμοκρασία και τον όγκο του. Αυτό αυξάνει την πυκνότητα του καπνού, αναγκάζοντάς τον να κινηθεί προς τα πάνω προς περιοχές με χαμηλότερη πυκνότητα αέρα. Να θυμάστε ότι όσο ψηλότερα βρίσκεται ένα μέρος πάνω από το επίπεδο του εδάφους, τόσο χαμηλότερη είναι η πυκνότητα του αέρα, επειδή η δύναμη της βαρύτητας μειώνεται.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
2. Δώστε προσοχή στην παρακάτω δήλωση:
1. Το νερό στην κατσαρόλα βράζει επειδή θερμαίνεται.
2. Κατά τη διάρκεια της ημέρας κάνει περισσότερη ζέστη από ό,τι τη νύχτα.
3. Τα μαγειρικά σκεύη διαθέτουν γενικά ξύλινες ή πλαστικές λαβές.
4. Το αναμμένο κερί θα λιώνει μέχρι να τελειώσει.
Από τη δήλωση που αναφέρει ότι η επίδραση της ακτινοβολίας είναι ο αριθμός...
Α. 1 και 3
Β. 1 και 4
Γ. 2 και 4
Δ. 2 και 3
Συζήτηση
Δήλωση 1: Το νερό στην κατσαρόλα βράζει επειδή θερμαίνεται.
Είναι αλήθεια ότι ένα μέρος της θερμότητας μεταφέρεται από τη φλόγα στο δοχείο μέσω ακτινοβολίας, και ένα μέρος της θερμότητας μεταφέρεται επίσης από το δοχείο στο νερό μέσω αγωγιμότητας. Αλλά το βραστό νερό είναι άμεσο αποτέλεσμα της μεταφοράς θερμότητας μέσω συναγωγής.
Δήλωση 2: Κατά τη διάρκεια της ημέρας κάνει περισσότερη ζέστη από ό,τι τη νύχτα.
Ο ήλιος λάμπει στην επιφάνεια της γης κατά τη διάρκεια της ημέρας μέσω ακτινοβολίας.
Δήλωση 3: Τα μαγειρικά σκεύη διαθέτουν γενικά ξύλινες ή πλαστικές λαβές.
Εάν η λαβή του μαγειρικού σκεύους είναι κατασκευασμένη από μέταλλο, τα χέρια του μάγειρα θα ζεσταθούν επειδή η θερμότητα ή η ζεστασιά μεταφέρεται μέσω της λαβής του μαγειρικού σκεύους.
Δήλωση 4: Ένα αναμμένο κερί θα λιώσει μέχρι να τελειώσει.
Το κερί λιώνει λόγω της μεταφοράς θερμότητας μέσω ακτινοβολίας από τη φλόγα στο κερί.
Έτσι, οι δηλώσεις που αφορούν τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας είναι οι 2 και 4.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
3. Το σωστό συμβάν συναγωγής σε υγρά φαίνεται στην εικόνα...
Συζήτηση
Η μεταφορά θερμότητας με συναγωγή είναι η μεταφορά θερμότητας που συνοδεύεται από την κίνηση της ύλης. Παραδείγματα φυσικής συναγωγής περιλαμβάνουν το βρασμό του νερού κατά τη θέρμανση ή τον σχηματισμό χερσαίων και θαλάσσιων αερακιών.
Στην παραπάνω διαδικασία, η θερμότητα μετακινείται αρχικά από τη φωτιά στο δοχείο μέσω αγωγιμότητας , και ομοίως, η θερμότητα μετακινείται από το δοχείο στο νερό μέσω αγωγιμότητας. Στη συνέχεια, η θερμότητα μετακινείται από τα μόρια του νερού σε άλλα μόρια νερού μέσω συναγωγής.
Το νερό κοντά στον πυθμένα του δοχείου είναι θερμότερο, διαστέλλεται και μειώνεται η πυκνότητά του. Αντίθετα, το νερό από πάνω του ή το νερό στην επιφάνεια είναι πιο κρύο και επομένως έχει υψηλότερη πυκνότητα.
Το νερό στον πάτο του δοχείου έχει χαμηλότερη πυκνότητα, με αποτέλεσμα να επιπλέει και να αντικαθίσταται από το νερό με υψηλότερη πυκνότητα από πάνω του. Αυτή η κίνηση του νερού στο δοχείο συνεχίζεται μέχρι όλο το νερό να φτάσει στην ίδια θερμοκρασία ή να βράσει.
Ένα πιο ακριβές διάγραμμα που περιγράφει τη διαδικασία της μεταφοράς νερού σε ένα δοχείο βρίσκεται στην απάντηση Γ. Ο λόγος είναι ότι το θερμότερο νερό που έχει διασταλεί κινείται αμέσως προς τα πάνω και δεν κινείται πρώτα πλάγια.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
