3 Hőátadással kapcsolatos kérdés
1. Nézd meg a következő képet!
Ha három csövet helyezünk egy zárt üvegdobozba, ahogy a képen látható. Egy papírtekercs füstje a B cső végébe kerül, és a csövön keresztül belép, majd az A és C csöveken keresztül távozik, ahogy a képen látható. Ez az esemény a hőátadás miatt következik be…
A. konvekció
B. vezetés
C. indukció
D. sugárzás
Vita
Ez a jelenség a konvekciós hőátadásnak köszönhető. A konvekciós hőátadás a hőátadás, amelyet anyagmozgás kísér. A konvekciós hőátadásra példák a szél, a forrásban lévő víz vagy a füst mozgása, ahogy a fenti képen is látható.
Hogyan magyarázod a füst mozgását, ahogy a fenti képen látható? Egy zárt üvegdobozban van egy égő gyertya. A gyertyaláng felmelegíti a környező levegőt, növelve az üvegdobozban lévő levegő hőmérsékletét. Ez a hőmérséklet-növekedés a levegő tágulását (térfogatnövekedését) okozza. Ez a tágulás a levegő sűrűségének csökkenését okozza. Ezért az üvegdobozon kívüli levegő sűrűsége nagyobb, mint az üvegdobozban lévő levegő sűrűsége. A gázok természetes módon mozognak a nagy levegősűrűségű területekről az alacsony levegősűrűségű területekre. Ez a levegősűrűség-különbség azt okozza, hogy a füst az üvegdobozon kívülről, amelynek nagy a levegősűrűsége, az üvegdobozba áramlik, amelynek alacsony a levegősűrűsége.
Miután a gyertya lángja bejutott az üvegdobozba, felmelegíti a füstöt, növelve annak hőmérsékletét és térfogatát. Ez növeli a füst sűrűségét, aminek következtében felfelé áramlik, az alacsonyabb légsűrűségű területek felé. Ne feledd, hogy minél magasabban van egy hely a talajszint felett, annál kisebb a levegő sűrűsége, mivel a gravitációs erő csökken.
A helyes válasz az A.
2. Figyeljen az alábbi állításra:
1. A lábasban lévő víz azért forr, mert melegszik.
2. Napközben melegebbnek érződik, mint éjszaka.
3. A főzőeszközök általában fa vagy műanyag fogantyúval rendelkeznek.
4. Az égő gyertya addig olvad, amíg el nem ég.
Abból az állításból, amely szerint a sugárzás hatása számszerű...
A. 1. és 3.
B. 1. és 4.
C. 2. és 4.
D. 2. és 3.
Vita
1. állítás: A lábasban lévő víz azért forr, mert melegítik.
Igaz, hogy némi hő sugárzás útján kerül át a lángból a tartályba, és némi hő hővezetés útján is átjut a tartályból a vízbe. A forrásban lévő víz azonban a konvekciós hőátadás közvetlen eredménye.
2. állítás: Napközben melegebbnek érződik, mint éjszaka.
A nap nappal sugárzás útján süt a Föld felszínére.
3. állítás: A főzőeszközök általában fa vagy műanyag fogantyúval rendelkeznek.
Ha a főzőeszköz nyele fémből készült, a szakács keze felforrósodik, mivel a hő vagy meleg a főzőeszköz nyelén keresztül vezetéssel terjed.
4. állítás: Egy égő gyertya addig olvad, amíg el nem ég.
A viasz a lángról a viaszra sugárzás útján átáramló hő miatt olvad meg.
Tehát a sugárzás hatásait leíró állítások a 2. és a 4.
A helyes válasz a C.
3. A folyadékokban lejátszódó helyes konvekciós eseményt az ábra mutatja...
Vita
A konvekciós hőátadás a hőátadás, amelyet anyagmozgás kísér. A természetes konvekcióra példák a víz forrása melegítés közben, vagy a szárazföldi és tengeri szellő kialakulása.
A fenti folyamatban a hő kezdetben hővezetéssel jut a tűzből az edénybe , és hasonlóképpen a hő hővezetéssel jut az edényből a vízbe. Ezután a hő konvekcióval jut a vízmolekulákból más vízmolekulákba.
A tartály alja közelében lévő víz melegebb, tágul és csökkenti a sűrűségét. Ezzel szemben a felette lévő, vagyis a felszínen lévő víz hidegebb, ezért nagyobb a sűrűsége.
A tartály alján lévő víz sűrűsége alacsonyabb, ezért lebeg, és helyét a felette lévő nagyobb sűrűségű víz veszi át. A víznek ez a mozgása a tartályban addig folytatódik, amíg az összes víz el nem éri azonos hőmérsékletet, vagy felforr.
Egy pontosabb ábra, amely leírja a víz konvekciójának folyamatát egy tartályban, a C válaszban található. Ennek az az oka, hogy a kitágult forróbb víz azonnal felfelé mozog, és nem először oldalra mozdul el.
A helyes válasz a C.
