Загальні відомості
Теплопровідність - властивість тіл перерозподіляти тепло від більш нагрітих частин до менш нагрітих. Це властивість не залежить від розміру тіла, але залежить від температури. Чим вище теплопровідність речовини, тим краще через нього передається тепло. Наприклад, у шерсті більш низька теплопровідність, ніж у металу, тому якщо дитина доторкнеться мовою взимку свою рукавичку, то з ним нічого не трапиться. Якщо ж він вирішить спробувати на смак металеву дверну ручку, то волога на його мові заледенеет, і мова примерзне.
У теплопровідності багато застосувань у техніці та повсякденному житті. Саме завдяки їй можливо регулювати температуру тіла людей і тварин, готувати їжу, і забезпечувати комфорт в будинку, навіть якщо на вулиці негода.
застосування теплопровідності
Для смаження м'яса, наприклад котлет або м'ясних брикетів для гамбургерів, потрібна висока теплопровідність. Для цього їх іноді смажать прямо на металевій решітці з невеликим додаванням олії, щоб вони не пригоріли.
Теплопровідність на кухні
Теплопровідність і її регулювання важливі в процесі приготування їжі. Часто під час теплової обробки продукту необхідно підтримувати високу температуру, тому на кухні використовують метали, так їх теплопровідність і міцність вище, ніж у другімх матеріалів. З металу роблять каструлі, сковорідки, дека, і інший посуд. Коли вони стикаються з джерелом тепла, це тепло легко передається їжі. Іноді буває необхідно зменшити теплопровідність - в цьому випадку використовують каструлі з матеріалів з більш низькою теплопровідністю, або готують способами, при яких їжі передається меншу кількість тепла. Приготування страв на водяній бані - один із прикладів зменшення теплопровідності. Зазвичай в каструлю на вогні наливають в воду, в яку ставлять другу каструлю з їжею. Температура тут регулюється завдяки більш низькій теплопровідності води і внаслідок того, що температура нагрівання внутрішньої каструлі не перевищує температури кипіння води, тобто 100 ° C (212 ° F). Такий спосіб часто застосовують з продуктами, які легко пригоряють або які не можна кип'ятити, наприклад шоколад.
Метали, які дуже добре проводять тепло - мідь і алюміній. Мідь більш теплопроводна, але і коштує дорожче. З обох металів роблять каструлі, але деяка їжа, особливо кисла, реагує з цими металами, і у їжі з'являється металевий присмак. За такими каструлями, особливо за мідними, необхідний ретельний догляд, тому на кухні частіше використовують більш дешеві та зручні в обігу і догляду каструлі з нержавіючої сталі.
Японське блюдо Дория, запечене в духовці в керамічному посуді.
Рагу з восьминога по-сицилійський, приготоване в соусі. Для цієї страви теплопровідність посуду повинна бути низькою, тому в його приготуванні використовується багато рідини.
Для посуду, призначеної для приготування їжі, не завжди використовують матеріали з високою теплопровідністю. У духовій шафі, наприклад, часто використовують керамічний посуд, теплопровідність якої набагато нижче, ніж у металевого посуду. Їх найголовніша перевага - здатність тримати температуру.
Деякі кухарі вважають за краще готувати заварний крем на водяній бані, щоб зменшити теплопередачу від нагрівача до продуктів.
Хороший приклад використання матеріалів з високою теплопровідністю на кухні - плита. Наприклад, конфорки електроплити зроблені з металу, щоб забезпечити хорошу передачу тепла від розпеченої спіралі нагрівального елементу до каструлі або сковорідці.
Люди використовують матеріали з низькою теплопровідністю між руками і посудом, щоб не обпектися. Ручки багатьох каструль зроблені з пластмас, а листи виймають з духовки прихватками з тканини або пластмаси з низькою теплопровідністю.
Матеріали з невисокою теплопровідністю також використовують для підтримки температури їжі незмінною. Так, наприклад, щоб ранкова кава або суп, який беруть в подорож або на обід на роботу, залишався гарячим, його наливають в термос, чашку або банку з хорошою теплоізоляцією. Найчастіше в них їжа залишається гарячою (або холодної) завдяки тому, що між їх стінками знаходиться матеріал, погано проводить тепло. Це може бути пінопласт або повітря, який знаходиться в закритому просторі між стінками судини. Він не дає теплу перейти в навколишнє середовище, їжі - охолонути, а рукам - отримати опік. Пінопласт використовують також для стаканчиків і контейнерів для їжі на винос. У вакуумному посудині Дьюара (відомому як «термос», за назвою торгової марки) між зовнішньою і внутрішньою стінкою майже немає повітря - це ще більше зменшує теплопровідність.
Теплопровідність для тепла
Ми використовуємо матеріали з низькою теплопровідністю для підтримки постійної температури тіла. Приклади таких матеріалів - шерсть, пух, і синтетична шерсть. Шкіра тварин покрита хутром, а птахів - пухом з низькою теплопровідністю, і ми запозичуємо ці матеріали у тварин або створюємо схожі на них синтетичні тканини, і робимо з них одяг і взуття, які захищають нас від холоду. Крім цього ми робимо ковдри, так як спати під ними зручніше, ніж в одязі. До того ж, температура тіла під час сну падає, і нам потрібна додаткова теплоізоляція. Іноді ковдри буває недостатньо, тому що воно не прикріплено до простирадлах, і через щілини, які утворюються, коли ми перевертаємося уві сні, може вийти тепло і просочитися холодне повітря.
Повітря має низьку теплопровідність, але проблема з холодним повітрям в тому, що зазвичай він може вільно рухатися в будь-якому напрямку. Він витісняє тепле повітря навколо нас, і нам стає холодно. Якщо рух повітря обмежити, наприклад, уклавши його між зовнішньою і внутрішньою стінками судини, то він забезпечує хорошу термоізоляцію. Тварини використовують повітря, щоб поліпшити теплоізоляцію свого тіла. Наприклад, птахи сидять нахохлившись в холодну погоду, щоб додати шар повітря всередині оперення. Це повітря майже не рухається, тому добре ізолює від холоду. У нас теж зберігся цей механізм - якщо нам холодно, то у нас виникає «гусяча шкіра». Якби в процесі еволюції ми не втратили свою шерсть, то таке «нахохліваніе» допомагало б нам зігрітися.
У снігу низька теплопровідність, тому він забезпечує хорошу ізоляцію
У снігу і льоду теж низька теплопровідність, тому люди, тварини і рослини використовують їх для теплоізоляції. У свіжому неутрамбованому снігу всередині знаходиться повітря, що ще більше зменшує його теплопровідність, особливо тому, що теплопровідність повітря нижче теплопровідності снігу. Завдяки цим властивостям, крижаний і сніговий покрив захищає рослини від замерзання. Тварини риють ямки і цілі печери для зимарки в снігу. Мандрівники, що переходять через засніжені райони, іноді риють подібні печери, щоб в них переночувати. З найдавніших часів люди будували притулку з льоду, а зараз створюють цілі розважальні центри і готелі. У них часто горить вогонь, і люди сплять в хутрі і синтетичних спальних мішках. Постояльці розповідають, що всю ніч їм було дуже тепло і затишно, хоча не рекомендують вставати серед ночі в туалет. Завдяки низькій теплопровідності льоду з нього іноді роблять свічники, і в Інтернеті можна знайти безліч майстер-класів по їх виготовленню.
Підтримка температури тіла людей і тварин
Нормальна температура Бєлохвостова оленя - від 311,4K до 313,3K або від 38,2 ° C до 40,1 ° C, незважаючи на те, що температура повітря в їх природному середовищі варіює від -38 до + 34 ° С. Белохвостий олень, Міссіссога, Онтаріо.
Для забезпечення нормальної життєдіяльності в організмі людей і тварин необхідно підтримувати певну температуру в дуже вузьких межах. У крові та інших рідин, а також у тканин різна теплопровідність і її можна регулювати в залежності від потреб і навколишньої температури. Так, наприклад, організм може змінити кількість крові на ділянці тіла або у всьому організмі за допомогою розширення або звуження судин. Наше тіло також може згущувати і розріджувати кров. При цьому теплопровідність крові, а, отже, і частини тіла, де ця кров тече, змінюється.
інші застосування
Багато хто любить відпочивати в саунах або лазнях, але сидіти там на лавках з матеріалу з високою теплопровідністю - було б неможливо. Потрібно багато часу, щоб зрівняти температуру таких матеріалів з температурою тіла, тому замість них використовують матеріали з низькою теплопровідністю, наприклад дерево, верхні шари якого набагато швидше приймають температуру тіла. Так як в сауні температура піднімається досить високо, люди часто надягають на голову шапочки з вовни або повсті, щоб захистити голову від спеки. У турецьких лазнях хамамах температура набагато нижче, тому там для лавок використовують матеріал з більш високою теплопровідністю - камінь.
Ці макаки дуже люблять взимку купатися в Японських гарячих джерелах
Деякі місця для купання, наприклад гарячі джерела онсен в Японії - на вулиці. Тіло людини добре ізольовано жиром, у якого низька теплопровідність, тому люди можуть розслабитися і насолодитися гарячою ванною навіть якщо на вулиці - мороз. Люди - не єдині істоти, які оцінили по достоїнству цю особливість організму. Макаки теж дуже люблять купатися в гарячих джерелах взимку.
Теплопровідність деяких матеріалів
Коефіцієнт теплопровідності, Вт / м · К
Термодинаміка - теплота
Термодинаміка - розділ фізики, що вивчає співвідношення і перетворення теплоти та інших форм енергії. Термодинаміка визначає макроскопічні змінні (звані також термодинамічними змінними), такі як температура, ентропія і тиск, які описують усереднені властивості матеріальних тіл і випромінювання, їх співвідношення і закони, що регулюють їх зміни.
питома теплопровідність
Питома теплопровідність - фізична величина, що характеризує теплопровідність різних матеріалів, тобто їх здатність до переносу внутрішньої енергії від більш нагрітих частин тіла до менш нагрітих частинах. При цьому кінетична енергія атомів і молекул, що визначає температуру тіла, передається іншому тілу при їх взаємодії або передається з більш нагрітих областей тіла до менш нагрітих областей. Таке перенесення здійснюється хаотично рухаються частками тіла. Теплообмін в матеріалах з високою теплопровідністю, наприклад, в металах, відбувається з більш високою швидкістю, ніж в матеріалах з низькою теплопровідністю. Тому матеріали з високою теплопровідністю, такі як мідь, широко використовуються для виготовлення радіаторів в електронній апаратурі. У той же час, матеріали з низькою теплопровідністю, такі як жорсткі пінополіуретани, використовується в якості утеплювачів. Питомий тепловий опір - величина, зворотна питомої теплопровідності.
У Міжнародній системі одиниць (СІ) питома теплопровідність вимірюється в ватах на метр-кельвін. Вт / (м · K). Звідси видно, що питома теплопровідність є мірою передачі енергії в одиницю часу від більш нагрітих частин тіл до їх менш нагрітих частинах внаслідок різниці температур. В американській та англійській традиційних системах заходів питома теплопровідність вимірюється в BTU / (ч · фут⋅ ° F). Для вимірювання питомої теплопровідності використовуються і інші одиниці.
Використання конвертера «Питома теплопровідність»
На цих сторінках розміщені конвертери одиниць виміру, що дозволяють швидко і точно перевести значення з одних одиниць в інші, а також з однієї системи одиниць в іншу. Конвертери знадобляться інженерам, перекладачам і всім, хто працює з різними одиницями виміру.
Для уявлення дуже великих і дуже малих чисел в цьому калькуляторі використовується комп'ютерна експоненціальний запис. що є альтернативною формою нормализованной експоненційної (наукової) записи, в якій числа записуються у формі a · 10 x. Наприклад: 1. 103 000 = 1,103 · 10 6 = 1,103E + 6. Тут E (скорочення від exponent) - означає «· 10 ^», тобто «. помножити на десять в ступені. ». Комп'ютерна експоненціальний запис широко використовується в наукових, математичних і інженерних розрахунках.
- Виберіть одиницю, з якої виконується перетворення, з лівого списку одиниць виміру.
- Виберіть одиницю, в яку потрібно конвертувати, з правого списку одиниць виміру.
- Введіть число (наприклад, «15») в поле «Вихідна величина».
- Результат відразу з'явиться в полі «Результат» і в полі «Перетворена величина».
- Можна також ввести число в праве поле «Перетворена величина» і вважати результат перетворення в полях «Вихідна величина» і «Результат».
Якщо ви помітили неточність в розрахунках або помилку в тексті, або вам необхідний інший конвертер для перекладу з однієї одиниці вимірювання в іншу, якого немає на нашому сайті - напишіть нам!