3 Vprašanja o prenosu toplote
1. Poglejte naslednjo sliko!
Če so tri cevi postavljene v zaprto stekleno škatlo, kot je prikazano na sliki. Dim iz papirnatega zvitka je postavljen na konec cevi B in vstopa skozi cev, nato pa bo dim spet izstopal skozi cevi A in C, kot je prikazano na sliki. Do tega dogodka pride zaradi prenosa toplote skozi….
A. konvekcija
B. prevodnost
C. indukcija
D. sevanje
Razprava
Do tega pojava pride zaradi prenosa toplote s konvekcijo. Konvekcijski prenos toplote je prenos toplote, ki ga spremlja gibanje snovi. Primeri konvekcijskega prenosa toplote vključujejo veter, vrelo vodo ali gibanje dima, kot je prikazano na zgornji sliki.
Kako si razložite gibanje dima, kot je prikazano na zgornji sliki? V zaprti stekleni škatli je prižgana sveča. Plamen sveče segreva okoliški zrak in s tem povečuje temperaturo zraka v stekleni škatli. Zaradi tega povečanja temperature se zrak širi (poveča se mu prostornina). Zaradi tega širjenja se zmanjša gostota zraka. Zato je gostota zraka zunaj steklene škatle večja od gostote zraka v stekleni škatli. Plini se naravno premikajo iz območij z visoko gostoto zraka v območja z nizko gostoto zraka. Zaradi te razlike v gostoti zraka dim teče izven steklene škatle, kjer je visoka gostota zraka, v stekleno škatlo, kjer je nizka gostota zraka.
Ko je dim enkrat v stekleni škatli, ga plamen sveče segreje, s čimer se poveča njegova temperatura in prostornina. To poveča gostoto dima, zaradi česar se premika navzgor proti območjem z nižjo gostoto zraka. Ne pozabite, da višje kot je mesto nad tlemi, nižja je gostota zraka, ker se sila gravitacije zmanjšuje.
Pravilen odgovor je A.
2. Bodite pozorni na spodnjo izjavo:
1. Voda v ponvi zavre, ker se segreva.
2. Čez dan se zdi bolj vroče kot ponoči.
3. Kuhinjski pripomočki imajo običajno lesene ali plastične ročaje.
4. Goreča sveča se bo topila, dokler ne bo dogorela.
Iz trditve, ki pravi, da je učinek sevanja število ...
A. 1 in 3
B. 1 in 4
C. 2 in 4
D. 2 in 3
Razprava
Trditev 1: Voda v ponvi vre, ker se segreva.
Res je, da se del toplote prenese iz plamena v posodo s sevanjem, del toplote pa se prenese tudi iz posode v vodo s prevodnostjo. Toda vrela voda je neposredna posledica prenosa toplote s konvekcijo.
Trditev 2: Čez dan se zdi bolj vroče kot ponoči.
Sonce čez dan sije na zemeljsko površino s sevanjem.
Trditev 3: Kuhinjski pripomočki imajo običajno lesene ali plastične ročaje.
Če je ročaj kuhinjskega pripomočka kovinski, se bodo kuharjeve roke segrele, ker se toplota prenaša s prevajanjem skozi ročaj kuhinjskega pripomočka.
Trditev 4: Goreča sveča se bo topila, dokler ne bo dogorela.
Vosek se topi zaradi prenosa toplote s sevanjem iz plamena na vosek.
Torej sta trditvi, ki sta učinkov sevanja, 2 in 4.
Pravilen odgovor je C.
3. Pravilen konvekcijski dogodek v tekočinah je prikazan na sliki ...
Razprava
Konvekcijski prenos toplote je prenos toplote, ki ga spremlja gibanje snovi. Primeri naravne konvekcije vključujejo vretje vode med segrevanjem ali nastanek kopenskega in morskega vetriča.
V zgornjem postopku se toplota najprej premakne iz ognja v posodo s prevajanjem , prav tako pa se toplota s prevajanjem premakne iz posode v vodo. Nato se toplota s konvekcijo premakne z molekul vode na druge molekule vode.
Voda blizu dna posode je bolj vroča, se širi in zmanjšuje njeno gostoto. Nasprotno pa je voda nad njo oziroma voda na površini hladnejša in ima zato večjo gostoto.
Voda na dnu posode ima manjšo gostoto, zaradi česar plava in jo nadomesti voda z višjo gostoto nad njo. To gibanje vode v posodi se nadaljuje, dokler vsa voda ne doseže enake temperature oziroma zavre.
Natančnejši diagram, ki opisuje proces konvekcije vode v posodi, je v odgovoru C. Razlog je v tem, da se vroča voda, ki se je razširila, takoj premakne navzgor in se ne premakne najprej vstran.
Pravilen odgovor je C.
