3 spurningar um varmaflutning
1. Skoðið eftirfarandi mynd!
Ef þrjár pípur eru settar í lokaðan glerkassa eins og sýnt er á myndinni. Reykurinn úr pappírsrúllu er settur í enda pípu B og fer inn um pípuna, síðan fer reykurinn út aftur um pípur A og C eins og sýnt er á myndinni. Þetta gerist vegna varmaflutnings frá….
B. leiðni
C. örvun
D. geislun
Umræða
Þetta fyrirbæri á sér stað vegna varmaflutnings með varmaburði. Varmaburður með varmaburði er flutningur varma ásamt hreyfingu efnis. Dæmi um varmaflutning með varmaburði eru vindur, sjóðandi vatn eða hreyfing reyks, eins og sést á myndinni hér að ofan.
Hvernig útskýrir þú hreyfingu reykjar eins og sést á myndinni hér að ofan? Inni í lokuðum glerkassa er kveikt á kerti. Kertaloginn hitar upp umhverfisloftið og eykur hitastig loftsins inni í glerkassanum. Þessi hækkun á hitastigi veldur því að loftið þenst út (rúmmálsaukning). Þessi útþensla veldur því að eðlisþyngd loftsins minnkar. Þess vegna er eðlisþyngd loftsins utan glerkassans meiri en eðlisþyngd loftsins inni í glerkassanum. Lofttegundir flytjast náttúrulega frá svæðum með mikla eðlisþyngd til svæða með litla eðlisþyngd. Þessi munur á eðlisþyngd veldur því að reykur streymir utan frá glerkassanum, sem hefur mikla eðlisþyngd, inn í glerkassann, sem hefur litla eðlisþyngd.
Þegar kertaljósið er komið inn í glerkassann hitar það reykinn, eykur hitastig hans og rúmmál. Þetta eykur eðlisþyngd reyksins og veldur því að hann færist upp á við í átt að svæðum með lægri loftþéttleika. Munið að því hærra sem staður er yfir jörðu, því lægri er loftþéttleikinn vegna þess að þyngdarkrafturinn minnkar.
Rétta svarið er A.
2. Gefðu gaum að eftirfarandi fullyrðingu:
1. Vatnið í pottinum sýður vegna þess að það er hitað.
2. Á daginn finnst mér heitara en á nóttunni.
3. Eldunaráhöld eru almennt með tré- eða plasthandföngum.
4. Brennandi kertið bráðnar þar til það er búið.
Úr fullyrðingunni sem segir að áhrif geislunar séu fjöldi...
A. 1 og 3
B. 1 og 4
C. 2 og 4
D. 2 og 3
Umræða
Fullyrðing 1: Vatnið í pottinum sýður vegna þess að það er hitað.
Það er rétt að einhver hiti flyst frá loganum í ílátið með geislun, og einhver hiti flyst einnig frá ílátinu í vatnið með leiðni. En sjóðandi vatn er bein afleiðing af varmaflutningi með varmaburði.
Fullyrðing 2: Á daginn er heitara en á nóttunni.
Sólin skín á yfirborð jarðar á daginn í gegnum geislun.
Fullyrðing 3: Eldunaráhöld eru almennt með tré- eða plasthöldum.
Ef handfang eldunaráhaldsins er úr málmi munu hendur kokksins hitna vegna þess að hitinn eða hlýjan flyst með leiðni í gegnum handfang eldunaráhaldsins.
Fullyrðing 4: Brennandi kerti bráðnar þar til það er búið.
Vaxið bráðnar vegna hitaflutnings með geislun frá loganum til vaxsins.
Þannig að fullyrðingarnar sem eru áhrif geislunar eru 2 og 4.
Rétta svarið er C.
3. Rétt varmaflutningsatburður í vökvum er sýndur á myndinni...
Umræða
Varmaflutningur með varmaburði er flutningur varma ásamt hreyfingu efnis. Dæmi um náttúrulega varmaburð eru suðu vatns við upphitun eða myndun land- og sjávargola.
Í ferlinu hér að ofan flyst hiti fyrst frá eldinum í ílátið með leiðni , og á sama hátt flyst hiti frá ílátinu í vatnið með leiðni. Næst flyst hiti frá vatnssameindum til annarra vatnssameinda með varmaflutningi.
Vatnið neðst í ílátinu er heitara, þenst út og minnkar eðlisþyngd þess. Aftur á móti er vatnið fyrir ofan það, eða vatnið á yfirborðinu, kaldara og hefur því meiri eðlisþyngd.
Vatnið á botni ílátsins hefur lægri eðlisþyngd, sem veldur því að það flýtur og í staðinn kemur vatn með meiri eðlisþyngd fyrir ofan það. Þessi hreyfing vatns í ílátinu heldur áfram þar til allt vatnið nær sama hitastigi eða sýður.
Nákvæmari skýringarmynd sem lýsir vatnsflutningi í íláti er í svari C. Ástæðan er sú að heitara vatnið sem hefur þanist út færist strax upp á við og færist ekki fyrst til hliðar.
Rétta svarið er C.
