3 שאלות על העברת חום
1. תסתכלו על התמונה הבאה!
אם שלושה מקטרות מונחים בקופסת זכוכית סגורה כפי שמוצג בתמונה. העשן מגליל נייר מונח בקצה צינור B ונכנס דרך הצינור, לאחר מכן העשן ייצא שוב דרך צינורות A ו-C כפי שמוצג בתמונה. אירוע זה מתרחש עקב העברת חום על ידי...
ב. הולכה
ג. אינדוקציה
ד. קרינה
דִיוּן
תופעה זו מתרחשת עקב העברת חום באמצעות הסעה. העברת חום באמצעות הסעה היא העברת חום המלווה בתנועת חומר. דוגמאות להעברת חום באמצעות הסעה כוללות רוח, מים רותחים או תנועת עשן, כפי שמוצג בתמונה למעלה.
כיצד ניתן להסביר את תנועת העשן כפי שמוצג בתמונה למעלה? בתוך קופסת זכוכית סגורה, יש נר דולק. להבת הנר מחממת את האוויר שמסביב, ומעלה את טמפרטורת האוויר בתוך קופסת הזכוכית. עלייה זו בטמפרטורה גורמת לאוויר להתפשט (עלייה בנפח). התפשטות זו גורמת לצפיפות האוויר לרדת. לכן, צפיפות האוויר מחוץ לקופסת הזכוכית גדולה מצפיפות האוויר בתוך קופסת הזכוכית. גזים נעים באופן טבעי מאזורים עם צפיפות אוויר גבוהה לאזורים עם צפיפות אוויר נמוכה. הבדל זה בצפיפות האוויר גורם לעשן לזרום מחוץ לקופסת הזכוכית, שם יש צפיפות אוויר גבוהה, אל תוך קופסת הזכוכית, שם יש צפיפות אוויר נמוכה.
לאחר שנכנסים לתוך קופסת הזכוכית, להבת הנר מחממת את העשן, מעלה את הטמפרטורה שלו ומגדילה את נפחו. זה מגביר את צפיפות העשן, וגורם לו לנוע כלפי מעלה לעבר אזורים עם צפיפות אוויר נמוכה יותר. זכרו שככל שמקום גבוה יותר מעל פני הקרקע, כך צפיפות האוויר נמוכה יותר מכיוון שכוח הכבידה פוחת.
התשובה הנכונה היא א'.
2. שימו לב להצהרה שלהלן:
1. המים בסיר רותחים כי הם מחוממים.
2. במהלך היום מרגיש חם יותר מאשר בלילה.
3. כלי בישול מקבלים בדרך כלל ידיות עץ או פלסטיק.
מההצהרה הקובעת שהשפעת הקרינה היא מספר...
א. 1 ו-3
ב. 1 ו-4
ג. 2 ו-4
ד. 2 ו-3
דִיוּן
טענה 1: המים בסיר רותחים משום שהם מתחממים.
נכון שחלק מהחום עובר מהלהבה למיכל באמצעות קרינה, וחלק מהחום עובר גם מהמיכל למים באמצעות הולכה. אבל מים רותחים הם תוצאה ישירה של העברת חום באמצעות הסעה.
טענה 2: במהלך היום חם יותר מאשר בלילה.
השמש זורחת על פני כדור הארץ במהלך היום באמצעות קרינה.
הצהרה 3: כלי בישול בדרך כלל מקבלים ידיות עץ או פלסטיק.
אם ידית כלי הבישול עשויה מתכת, ידיו של הטבח יתחממו מכיוון שהחום או הטמפרטורה מועברים באמצעות הולכה דרך ידית כלי הבישול.
הצהרה 4: נר בוער יימס עד שיגמר.
השעווה נמסה עקב העברת חום על ידי קרינה מהלהבה אל השעווה.
אז ההיגדים שהם השפעות הקרינה הם 2 ו-4.
התשובה הנכונה היא ג'.
3. אירוע ההסעה הנכון בנוזלים מוצג בתמונה...
דִיוּן
העברת חום באמצעות הסעה היא העברת חום המלווה בתנועה של חומר. דוגמאות להסעה טבעית כוללות הרתחת מים במהלך חימום או היווצרות בריזות יבשתיות וים.
בתהליך הנ"ל, חום עובר בתחילה מהאש למיכל באמצעות הולכה , וכמו כן, חום עובר מהמיכל למים באמצעות הולכה. לאחר מכן, חום עובר ממולקולות מים למולקולות מים אחרות באמצעות הסעה.
המים סמוך לתחתית המיכל חמים יותר, מתרחבים ומפחיתים את צפיפותם. לעומת זאת, המים שמעליה, או המים שעל פני השטח, קרים יותר ולכן בעלי צפיפות גבוהה יותר.
למים בתחתית המיכל יש צפיפות נמוכה יותר, מה שגורם להם לצוף ולהיות מוחלפים במים בעלי צפיפות גבוהה יותר שמעליה. תנועה זו של מים במיכל נמשכת עד שכל המים מגיעים לאותה טמפרטורה, או רותחים.
תרשים מדויק יותר המתאר את תהליך הסעת המים במיכל נמצא בתשובה ג'. הסיבה לכך היא שהמים החמים שהתפשטו נעים מיד כלפי מעלה ולא נעים תחילה הצידה.
התשובה הנכונה היא ג'.
