Передача холодной и горячей воды: Передать показания приборов

Содержание

Счетчики | Расчетные системы

Типовая схема установки приборов учета

Как и где оставить заявку на опломбирование ИПУ воды без взимания платы

Если Вы являетесь абонентом МУП «ПОВВ», то подать заявку на опломбирование счетчиков учета воды без взимания платы необходимо в расчетном центре Вашего района, а так же в личном кабинете в разделе Обращения. Адреса, режим работы и телефоны расчетных центров уточнить на сайте и в квитанции об оплате за услуги по холодному водоснабжению.

При оформлении заявки при себе иметь паспорт и копии паспорта(ов) на приборы учета либо копии документов, подтверждающих результаты прохождения поверки приборов учета воды
Опломбирование без взимания платы:

  • вновь установленный счетчик
  • счетчик установлен после очередной поверки
  • ремонта(замены) ИПУ
  • после очередной замены ранее установленного ИПУ по истечению межповерочного периода

Вы можете создать готовый бланк заявления заполнив специальную форму(нажмите чтобы перейти к заполнению)

Загрузить образец заявления:

Как и где оставить заявку на повторное

(платное) опломбирование ИПУ с оплатой.

Повторно (платно) опломбирование приборов учета воды осуществляется в случае с нарушения пломб по вине Потребителя(Абонента)  или третьих лиц, за исключением случаев случаев нарушения целостности пломб для проведения поверки(ремонта, замены) ИПУ.

Необходимо подать заявление в расчетном центре вашего района, а так же в личном кабинете в разделе Обращения. Адреса, режим работы и телефоны расчетных центров уточнить на сайте и в квитанции об оплате за услуги по холодному водоснабжению.
При оформлении заявления при себе иметь паспорт и:

  • Копию акта регистрации прибора учета расхода воды
  • Копии паспорта (ов) на приборы учета с отметкой о сроке прохождения очередной поверки

Загрузить образец заявления:

Прием граждан по услугам ХВС и ВО

Для решения возникающих вопросов по коммунальным платежам, обратитесь, пожалуйста, в пункт приема граждан в любом из офисов:

Адреса офисов в г. Челябинске:

Район: Ленинский
Адрес: Ул. Гагарина, д. 51

Часы работы: ПН-ПТ с 8:00 до 18:00, СБ, ВС -выходной.
Телефон: 217-05-17


Виджет карты использует JavaScript. Включите его в настройках вашего браузера.

 

Район: Советский, Центральный
Адрес: ул. Худякова, д.12А
Часы работы: ПН-ПТ с 8:00 до 18:00, СБ с 9:00 до 14:00, ВС -выходной.
Телефон: 217-05-17

 



Виджет карты использует JavaScript. Включите его в настройках вашего браузера.

 

Район: Калининский, Курчатовский
Адрес: пр. Победы, д.180
Часы работы: ПН-ПТ с 8:00 до 18:00, СБ, ВС -выходной.
Телефон: 217-05-17



Виджет карты использует JavaScript. Включите его в настройках вашего браузера.

 

Район: Тракторозаводский
Адрес: ул. Подольская, д.38А
Часы работы: ПН-ПТ с 8:00 до 18:00, СБ, ВС -выходной.

Телефон: 217-05-17

Виджет карты использует JavaScript. Включите его в настройках вашего браузера.

Район: Металлургический
Адрес: ул. Богдана Хмельницкого, д.8
Часы работы: ПН-ПТ с 8:00 до 18:00, СБ, ВС -выходной.
Телефон: 217-05-17

г. Копейск
Адрес: г. Копейск, пр. Победы, д.11
Часы работы: ПН-ПТ с 9:00 до 18:00, СБ, ВС – выходной. Перерыв: с 13:00 до 14:00.
Телефон: 8 (351) 200-20-41

г. Коркино
Адрес: г. Коркино, ул. Мира, д.35
Часы работы: ПН-ПТ с 9:00 до 18:00, СБ, ВС – выходной. Перерыв: с 13:00 до 14:00.
Телефон: 8(351)200-20-07

Возможности дистанционного обслуживания | Расчетные системы

В целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения на территории Российской Федерации, в соответствии с Распоряжением Правительства Челябинской области от 23.07.2020 г. № 546-рп «О внесении изменений в распоряжение Правительства Челябинской области от 18.03.2020 г. №146-рп». ООО «Расчетные системы» рекомендует потребителям избегать посещения очных офисов и переходить на дистанционное обслуживание. Компанией созданы все необходимые для этого условия.

Если Вы хотите получить устную консультацию нашего специалиста по вопросам ХВС и ВО связанным с начислением, счетчиками и другими проблемами, то необходимо обратиться по телефону
г. Челябинск единый номер: +7 (351) 217-05-17
г. Копейск +7 (351) 200-20-07
г. Коркино, п. Роза +7 (351) 200-20-41

Если Вы хотите получить устную консультацию нашего специалиста по вопросам ХВС и ВО связанным с начислением вам необходимо обратиться по телефону:
г. Челябинск
-Калининский, Курчатовский район: +7 (351) 200-20-86
-Ленинский район: +7 (351) 200-20-85
-Металлургический район: +7 (351) 200-20-82
-Тракторозаводский район: +7 (351) 200-20-84
-Центральный, Советский район: +7 (351) 200-20-83

Если ваш вопрос не получается решить по телефону или личный кабинет, запишитесь на прием к нашим специалистам в разделе “Предварительная запись”.

Для того чтобы оплатить квитанцию за ХВС и ВО без комиссии , передать показания счетчиков, вы можете воспользоваться:

Если вам необходимо подать письменное обращение, в Личном кабинете есть раздел “Обращения”, где вы можете подать заявления на:

Для подачи пакета документов необходимо:
Заполненное заявление
Копии паспортов на вновь установленные водосчетчики либо свидетельство о прохождении поверки

Отправляя обращение в электронном виде, Вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных ООО “Расчетные системы”

Ответы на часто задаваемые вопросы

Ответы на часто задаваемые вопросы

Как передать показания приборов учета?

Передать показания приборов учета можно на сайте АО «Ростовводоканал» www.vodokanalrnd.ru через «Личный кабинет» или сервис «Передать показания», введя свой номер лицевого счета, который указан в квитанции, а также по телефону: +7 (863) 309-09-09 в автоматическом (тональном) режиме.

Когда необходимо передавать показания приборов учета?

Передавать показания приборов учета необходимо ежемесячно. В случае, если Вы не делаете это регулярно, начисление в квитанции первые 3 месяца происходит исходя из среднемесячного потребления, а потом – по нормативу, умноженному на количество проживающих. 

Мы рекомендуем передавать показания с 18 по 25 число каждого месяца. Это необходимо для Вашего удобства: для корректного начисления ежемесячного потребленного объема ресурсов и для того, чтобы Вы имели возможность своевременно получить от нас ежемесячную квитанцию.        

Если расчеты производились согласно показаниям прибора учета, но от АО «Ростовводоканал» пришла квитанция с начислением по норме потребления. Как быть? 

Необходимо убедиться в том, что показания приборов учета передавались вовремя, а также выяснить – не нарушен ли межповерочный интервал водомеров. Подробнее о правилах поверки можно прочитать здесь: vodokanalrnd.ru/press-tsentr/news/likbez-ot-rostovskogo-vodokanala-chto-nuzhno-znat-o-poverke-priborov-ucheta-vody/ Если Вы уверены, что произошла ошибка, для восстановления расчетов по прибору учета необходимо написать обращение через интернет-приемную на сайте АО «Ростовводоканал» www.vodokanalrnd.ru и прикрепить к нему копию последней квитанции с учтенными показаниями приборов учета, актуальную фотографию прибора учета с текущими показаниями, копию паспорта прибора учета.

Где можно оплатить квитанцию АО Ростовводоканал без банковской комиссии?

Без комиссии и без очереди, не выходя из дома, квитанцию АО «Ростовводоканал» можно оплатить банковской картой в «Личном кабинете» или через сервис «Оплатить» на сайте www.vodokanalrnd.ru. Зачисление денежных средств на лицевой счет при этом происходит мгновенно – онлайн. Также без комиссии квитанцию можно оплатить в кассах Центров обслуживания клиентов «Одно окно» по адресам: ул. М. Горького, 293, ул. Орбитальная, 3, ул. 1-я Баррикадная, 23 и в Батайске по ул. Южная, 3.

В квитанции АО Ростовводоканал имеется графа Благоустройство. Что это значит?

Эта графа указывает на степень удобств по водоснабжению/водоотведению в квартире/домовладении, что определяет норму водопотребления/водоотведения для одного человека. К объему водопотребления на содержание общего имущества многоквартирного дома (общедомовые нужды) это не имеет отношения. АО «Ростовводоканал» не начисляет жителям объемы водоснабжения на содержание общего имущества многоквартирного дома.

Надо ли передавать в АО Ростовводоканал показания приборов учета горячей воды?

Да, это необходимо, так как начисления за услугу водоотведения горячей воды производит АО «Ростовводоканал».

Как происходят начисления по водоснабжению и водоотведению в случае наличия в многоквартирном доме бойлерной системы?

В этом случае приготовление горячей воды происходит за счет нагрева в бойлере холодной воды, поступающей в многоквартирный дом, поэтому объем ресурса по водоснабжению и водоотведению включает индивидуальное потребление как холодной, так и горячей воды.


Отправить показания водосчетчиков SMS — УПРАВЛЯЮЩИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Передавать показания индивидуальных приборов учета через данную форму рекомендуется с 20 по 25 число каждого месяца!

В случае передачи показаний позже рекомендованного срока, т.е. позже 25 числа, они могут быть не учтены в начислениях текущем месяце. Плата за горячую и холодную воду будет рассчитана по среднемесячному объему потребления, а в следующем месяце будет выполнен перерасчет с учетом переданных показаний.

Как передать показания с помощью SMS на номер +7 961 873 9394

Внимание! Сервис создан только для домов, находящихся на обслуживании в управляющих компаниях, представленных на сайте жкх54.рф или zhkh54.ru.

Воспользоваться сервисом передачи показаний с помощью SMS можно при условии установки в квартире по одному счетчику холодной и горячей воды.

Номер для передачи показаний:

+7 961 873 9394

SMS-сообщение должно содержать:

Номер лицевого счета*г*показания счетчика горячей воды*х*показания счетчика холодной воды

Пример СМС:

199397101*г*125*х*213
Показание можно передавать с четырьмя знаками после запятой. В этом случае SMS-сообщение может выглядеть так:

  • Номер лицевого счета (ЛС) можно посмотреть в Едином платежном документе об оплате услуг УК.
  • Буква, обозначающая счетчик: г – горячая, х – холодная. Также возможен вариант написания латинскими буквами: g – горячая, h – холодная.
  • Буквы могут быть в любом регистре.
  • Показание можно передавать с четырьмя знаками после запятой 199397101*г*125.3*х*213.5
  • Все данные (номер ЛС, вид воды, показания) должны быть разделены * (звездочкой).
  • Вы можете передать показания водосчетчиков один раз в день.
  • После отправки SMS, вам будет направлено ответное SMS-сообщение.

Варианты ответов на ваше SMS-сообщение:

Показания успешно внесеныВаши показания приняты.
Слишком большой расход. Внесение невозможно.Разница между переданным показанием и предыдущим более 100 куб.м. Если расход действительно такой большой, необходимо воспользоваться другими способами передачи показаний.
Отрицательный расход недопустим. Внесение невозможно.Переданное показание меньше предыдущего. Необходимо проверить корректность передаваемого показания. Если Вы считаете, что неверны предыдущие показания, а передаваемые верны, необходимо обратиться в УК.
Показания на сегодня уже внесены. Корректировка невозможна.Показания уже были переданы текущей датой. Передача показаний возможна один раз в сутки.
Не найден указанный лицевой счет.Лицевой счет с таким номером не существует. Нужно проверить номер ЛС
Найдено несколько счетов с таким номером. Внесение невозможно.Номер лицевого счета оказался не уникален (такое маловероятно, но возможно). Необходимо воспользоваться другими способами передачи показаний.
На вашем счете не найдена указанная услуга. Внесение невозможно.Прибор с передаваемой услугой отсутствует. Необходимо обратиться в УК.
На вашем лицевом счету имеется несколько приборов учета с указанной услугой. Внесение невозможно.На квартире более двух приборов учета по горячей и/или холодной воде. Необходимо воспользоваться другими способами передачи показаний.

Важно!

  1. Для квартир, оборудованных двумя и более счетчиками горячей и холодной воды, нужно воспользоваться другими способами передачи показаний, например, через личный кабинет.
  2. Передавать показания индивидуальных приборов учета рекомендуется с 20 по 25 число каждого месяца!
  3. Передаются только показания, а не расход.
  4. Стоимость отправки SMS-сообщения необходимо уточнять у своего оператора сотовой связи.

ООО "Томскводоканал"

Показания счетчиков следует передавать до 25 числа каждого месяца, следующего за расчетным периодом.

Традиционно это происходит одновременно с оплатой услуг. Однако потребитель может передать показания счетчиков и без оплаты, если у него имеется переплата или показания приборов учета воды не изменились.

Передача показаний приборов учета по электронной почте

На электронную почту [email protected] направьте сообщение с указанием адреса, лицевого счета, номеров счетчиков холодной и горячей воды и их текущих показаний. В письме также укажите Ваши контактные данные. В случае, если информация по счетчикам будет предоставлена с ошибкой, специалисты свяжутся с Вами.

  • Номер лицевого счета находится в верхней части счет-квитанции на оплату услуг;
  • Номер счетчика можно найти как в печатной счет-квитанции, так и на самом приборе;
  • Показания счетчика можно передать как целое значение, так и дробное. Во втором случае литры следует указать после запятой (не более трех знаков). На большинстве водосчетчиков черными цифрами указаны кубометры, красными - литры.

Пример сообщения:
г. Томск, ул. Ленина, д. 1, кв. 1
л/с 550327
ХВ – 12071506, показания 39
ГВ – 5605508, показания 21
Иванов Иван Иванович, 8-906-ХХХ-ХХХХ

Для чего передавать показания счетчиков горячей воды? Строка ГВС имеется в квитанции за тепло, которую выставляет другая организация.

В квитанциях ООО «Томский расчетный центр» (сбытовой агент ООО «Томскводоканал») строка «горячая вода» появляется только в двух случаях:

1. Для расчета размера оплаты за водоотведение. Так как сумма объема потребленной холодной и горячей воды – это объем стоков. В этом случае в графе «тариф» за горячую воду в счет-квитанции стоит «0». Показания передаются лишь для расчета водоотведения.

2. Для расчета объема холодной воды для нужд горячего водоснабжения. Эта ситуация характерна для тех домов, которые имеют "закрытую" схему горячего водоснабжения, где вода подогревается общедомовым бойлером. В этом случае по квитанции «Томского расчетного центра» потребитель оплачивает объем холодной воды для нужд ГВС по цене холодной воды. А подогрев этой воды потребитель оплачивает по квитанции поставщика услуги: например, АО «Томск РТС». Согласно российскому законодательству в обеих квитанциях (вне зависимости от поставщика) данная услуга должна называться «горячая вода».

Передача показаний приборов учета по телефону


Что будет, если не передать показания счетчиков вовремя?

При отсутствии показаний от 1 до 3 месяцев подряд начисление производится по средним показаниям потребления воды за последние 6 месяцев в соответствии с п.59 п.п. "б" "Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов" № 354 от 06.05.2011.

Для возобновления расчета по показаниям приборов учета воды необходимо передать текущие показания.

При отсутствии показаний свыше 3 месяцев начисление производится по нормативу в соответствии с п.60 "Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов" № 354 от 06.05.2011.

В этом случае перерасчет будет произведен только после предоставления потребителем текущих показаний приборов учета, подтвержденных актом контрольного снятия показаний от УК.

Если же счетчик установлен менее, чем 3 месяца, то при отсутствии показаний начисление производится по нормативу.

Если у счетчика закончился срок поверки или счетчик сломался:

Следует заменить или поверить прибор учета воды. Ознакомиться с подробной информацией об установке и опломбировке счетчиков можно тут.

Поверкой Индивидуальных приборов учета воды занимаются специализированные организации, имеющие соответствующую аккредитацию.

Стоит отметить, если производился демонтаж прибора учета воды, при проведении поверки собственнику необходимо будет повторно пройти процедуру опломбировки счетчика. Если же счетчик проходил поверку без демонтажа, то следует предоставить в ООО «Томский расчетный центр» акт ввода в эксплуатацию от управляющей организации или ТСЖ.

ПЕРЕДАЧА ПОКАЗАНИЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ УЧЕТА НА САЙТЕ — ООО "ГЦРКП"

ВНИМАНИЕ! Потребителям коммунальных услуг АО "Кузнецкая ТЭЦ" (ООО "СТК") Срок действия моратория на поверку индивидуальных приборов учета коммунальных услуг, продленный по решению ООО "СТК", истек - 31.05.2021г. Расчет платы, для потребителей не выполнивших поверку (замену) ИПУ будет производится по нормативу потребления с применением повышающего коэффициента. Просим Вас принять меры по поверке либо замене приборов учета. Результаты проведенной поверки (копию свидетельства или иного документа (п. 34 п.п. Д, Правил №354) или заявку на опломбировку, после замены прибора, можно направить по электронной почте: [email protected], по телефону: 920-112

Уважаемые Абоненты, просим обратить внимание, что в соответствии с «Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» (в ред. Постановления Правительства РФ от 13.07.2019 № 897), показания индивидуальных приборов учета коммунальных услуг (горячее водоснабжение. холодное водоснабжение, электроэнергия) принимаются для расчета платы за коммунальные услуги не позднее 25 числа текущего месяца (включительно).
Передача показаний в рамках функционала данного раздела доступна в период с 01 по 25 число включительно. При необходимости передать показания в период с 26 до 1 числа, воспользуйтесь любым из других способов передачи показаний приборов учета.

ВНИМАНИЕ! Для ввода показаний доступны только те приборы учета, по которым ООО «ГЦРКП» производит расчет платы за соответствующие коммунальные услуги, перед вводом показаний проверьте информацию о расчетной организации и способах передачи показаний указанных в Вашей квитанции

Для выборки приборов учета введите Ваш Единый Номер Абонента (ЕНА) так же как он указан в квитанции и нажмите «Найти»

Смешивание горячей и холодной воды

Энергия, передаваемая при нагревании

Энергия и теплофизика

Смешивание горячей и холодной воды

Практическая деятельность для 14-16

Демонстрация

Смешивание двух масс воды при разных температурах для обсуждения передачи энергии.

Аппаратура и материалы

  • Ведра пластиковые, 2
  • Термометр (демонстрационный или цифровой)
  • Внутренний баланс
  • Подача горячей и холодной воды

Примечания по охране труда и технике безопасности

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Температуру можно было измерить с помощью ртутного термометра, но это не позволило бы классу увидеть показания.Цифровые термометры с большими дисплеями теперь доступны по разумной цене.

Процедура

  1. Взвесьте 3 кг горячей воды в одно из пластиковых ведер.
  2. Влейте 2 кг холодной воды в другую.
  3. Обратите внимание на температуру каждого.
  4. Влейте холодную воду в горячую и перемешайте. Измерьте конечную температуру.

Учебные заметки

  • Обсудите со студентами, что происходит, когда горячая вода смешивается с холодной.Легкие контейнеры используются для того, чтобы можно было пренебречь теплоемкостью самого контейнера. Когда воды смешиваются, температура оказывается где-то между двумя начальными температурами. Вы можете спросить: "Что-нибудь осталось неизменным во время сведения?"
  • Поскольку массы воды разные, изменения температуры не должны быть одинаковыми. «Что, если мы умножим изменение температуры на массу воды?»
  • Этот продукт остается неизменным (приблизительно) и остается неизменным на многих биржах.Это прямо пропорционально изменению тепловой энергии.
  • Передача энергии между двумя партиями воды не является 100%, потому что часть энергии поступает из ведра, а часть передается в окружающую среду. Но в этом эксперименте энергия, рассеиваемая таким образом, сведена к минимуму.
  • Таким образом, тепловая энергия, накопленная в теплой воде, передается холодной воде, пока она не достигнет общей температуры.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в ноябре 2005 г.

Урок физики

Если вы следовали инструкциям с самого начала этого урока, значит, вы постепенно усложняли понимание температуры и тепла.Вы должны разработать модель материи, состоящую из частиц, которые вибрируют (покачиваются в фиксированном положении), перемещаются (перемещаются из одного места в другое) и даже вращаются (вращаются вокруг воображаемой оси). Эти движения придают частицам кинетическую энергию. Температура - это мера среднего количества кинетической энергии, которой обладают частицы в образце вещества. Чем больше частицы вибрируют, перемещаются и вращаются, тем выше температура объекта. Мы надеемся, что вы приняли понимание тепла как потока энергии от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой.Разница температур между двумя соседними объектами вызывает эту теплопередачу. Передача тепла продолжается до тех пор, пока два объекта не достигнут теплового равновесия и не будут иметь одинаковую температуру. Обсуждение теплопередачи было построено вокруг некоторых повседневных примеров, таких как охлаждение горячей кружки кофе и нагревание холодной банки с попой. Наконец, мы исследовали мысленный эксперимент, в котором металлическая банка с горячей водой помещается в чашку из пенополистирола с холодной водой.Тепло передается от горячей воды к холодной до тех пор, пока оба образца не будут иметь одинаковую температуру.

Теперь мы должны ответить на некоторые из следующих вопросов:

  • Что происходит на уровне частиц, когда энергия передается между двумя объектами?
  • Почему всегда устанавливается тепловое равновесие, когда два объекта передают тепло?
  • Как происходит теплопередача в объеме объекта?
  • Существует более одного метода передачи тепла? Если да, то чем они похожи и чем отличаются друг от друга?

Проводимость - вид из частиц

Давайте начнем обсуждение с возвращения к нашему мысленному эксперименту, в котором металлическая банка с горячей водой была помещена в чашку из пенополистирола с холодной водой.Тепло передается от горячей воды к холодной до тех пор, пока оба образца не будут иметь одинаковую температуру. В этом случае передачу тепла от горячей воды через металлическую банку к холодной воде иногда называют теплопроводностью. Кондуктивный тепловой поток подразумевает передачу тепла от одного места к другому при отсутствии какого-либо материального потока. Нет никакого физического или материального перехода от горячей воды к холодной. Только энергия передается от горячей воды к холодной.Кроме потери энергии, от горячей воды больше ничего не ускользнет. И кроме получения энергии, в холодную воду больше ничего не входит. Как это произошло? Каков механизм, который делает возможным теплопроводный поток?

Подобный вопрос относится к вопросу на уровне частиц. Чтобы понять ответ, мы должны думать о материи как о состоящей из крошечных частиц, атомов, молекул и ионов. Эти частицы находятся в постоянном движении; это дает им кинетическую энергию.Как упоминалось ранее в этом уроке, эти частицы перемещаются по всему пространству контейнера, сталкиваясь друг с другом и со стенками своего контейнера. Это называется поступательной кинетической энергией и является основной формой кинетической энергии для газов и жидкостей. Но эти частицы также могут колебаться в фиксированном положении. Это дает частицам кинетическую энергию колебаний и является основной формой кинетической энергии для твердых тел. Проще говоря, материя состоит из маленьких вигглеров и маленьких вздоров.Вигглеры - это частицы, колеблющиеся в фиксированном положении. Они обладают колебательной кинетической энергией. Удары - это те частицы, которые движутся через контейнер с поступательной кинетической энергией и сталкиваются со стенками контейнера.

Стенки контейнера представляют собой периметры образца вещества. Так же, как периметр вашей собственности (как и в случае с недвижимостью) является самым дальним продолжением собственности, так и периметр объекта является самым дальним продолжением частиц в образце материи.По периметру маленькие бомбы сталкиваются с частицами другого вещества - частицами контейнера или даже с окружающим воздухом. Даже вигглеры, закрепленные по периметру, трясутся. Находясь по периметру, их шевеление приводит к столкновениям с находящимися рядом частицами; это частицы контейнера или окружающего воздуха.

На этом периметре или границе столкновения маленьких бомберов и вигглеров являются упругими столкновениями, в которых сохраняется общее количество кинетической энергии всех сталкивающихся частиц.Конечный эффект этих упругих столкновений заключается в передаче кинетической энергии через границу частицам на противоположной стороне. Более энергичные частицы потеряют немного кинетической энергии, а менее энергичные частицы получат немного кинетической энергии. Температура - это мера среднего количества кинетической энергии, которой обладают частицы в образце вещества. Таким образом, в среднем в более высокотемпературном объекте больше частиц с большей кинетической энергией, чем в более низкотемпературном объекте.Поэтому, когда мы усредняем все столкновения вместе и применяем принципы, связанные с упругими столкновениями, к частицам в образце материи, логично сделать вывод, что объект с более высокой температурой потеряет некоторую кинетическую энергию, а объект с более низкой температурой получит некоторую кинетическую энергию. . Столкновения наших маленьких бомжей и вигглеров будут продолжать передавать энергию до тех пор, пока температуры двух объектов не станут одинаковыми. Когда это состояние теплового равновесия достигнуто, средняя кинетическая энергия частиц обоих объектов становится равной.При тепловом равновесии количество столкновений, приводящих к выигрышу в энергии, равно количеству столкновений, приводящих к потере энергии. В среднем нет чистой передачи энергии в результате столкновений частиц по периметру.

На макроскопическом уровне тепло - это передача энергии от высокотемпературного объекта низкотемпературному объекту. На уровне частиц тепловой поток может быть объяснен в терминах суммарного эффекта столкновений целой группы маленьких взрывных устройств .Нагревание и охлаждение - макроскопические результаты этого явления на уровне частиц. Теперь давайте применим этот вид частиц к сценарию металлической банки с горячей водой, расположенной внутри чашки из пенополистирола, содержащей холодную воду. В среднем частицы с наибольшей кинетической энергией - это частицы горячей воды. Будучи жидкостью, эти частицы движутся с поступательной кинетической энергией, и ударяются о частицы металлической банки. Когда частицы горячей воды ударяются о частицы металлической банки, они передают энергию металлической банке.Это нагревает металлическую банку. Большинство металлов являются хорошими проводниками тепла, поэтому они довольно быстро нагреваются по всей емкости. Канистра нагревается почти до той же температуры, что и горячая вода. Металлическая банка, будучи цельной, состоит из маленьких вигглеров . Вигглеры по внешнему периметру металла могут ударить частицы в холодной воде. Столкновения между частицами металлической банки и частицами холодной воды приводят к передаче энергии холодной воде.Это медленно нагревает холодную воду. Взаимодействие между частицами горячей воды, металлической банки и холодной воды приводит к передаче энергии наружу от горячей воды к холодной. Средняя кинетическая энергия частиц горячей воды постепенно уменьшается; средняя кинетическая энергия частиц холодной воды постепенно увеличивается; и, в конце концов, тепловое равновесие будет достигнуто в точке, где частицы горячей и холодной воды будут иметь одинаковую среднюю кинетическую энергию.На макроскопическом уровне можно наблюдать снижение температуры горячей воды и повышение температуры холодной воды.

Механизм, в котором тепло передается от одного объекта к другому посредством столкновения частиц, известен как проводимость. В проводке нет чистой передачи физического материала между объектами. Ничто материальное не пересекает границу. Изменения температуры полностью объясняются увеличением и уменьшением кинетической энергии во время столкновений.

Проводимость через основную массу объекта

Мы обсудили, как тепло передается от одного объекта к другому посредством теплопроводности. Но как он проходит через большую часть объекта? Например, предположим, что мы достаем керамическую кружку для кофе из шкафа и ставим ее на столешницу. Кружка комнатной температуры - может быть, 26 ° C. Затем предположим, что мы наполняем керамическую кофейную кружку горячим кофе с температурой 80 ° C.Кружка быстро нагревается. Энергия сначала проникает в частицы на границе между горячим кофе и керамической кружкой. Но затем он течет через большую часть керамики ко всем частям керамической кружки. Как происходит теплопроводность самой керамики?

Механизм теплопередачи через объем керамической кружки описан так же, как и раньше. Керамическая кружка состоит из набора упорядоченных виглеров. Это частицы, которые колеблются в фиксированном положении.Когда керамические частицы на границе между горячим кофе и кружкой нагреваются, они приобретают кинетическую энергию, которая намного выше, чем у их соседей. По мере того, как они извиваются более энергично, они врезаются в своих соседей и увеличивают свою кинетическую энергию колебаний. Эти частицы, в свою очередь, начинают более энергично покачиваться, и их столкновения с соседями увеличивают их колебательную кинетическую энергию. Процесс передачи энергии посредством маленьких бэнгеров продолжается от частиц внутри кружки (в контакте с частицами кофе) к внешней стороне кружки (в контакте с окружающим воздухом).Вскоре вся кофейная кружка станет теплой, и ваша рука почувствует это.

Этот механизм проводимости посредством взаимодействия частиц с частицами очень распространен в керамических материалах, таких как кофейная кружка. То же самое работает с металлическими предметами? Например, вы, вероятно, заметили высокие температуры, достигаемые металлической ручкой сковороды, когда ее ставят на плиту. Горелки на плите передают тепло металлической сковороде. Если ручка сковороды металлическая, она тоже нагревается до высокой температуры, достаточно высокой, чтобы вызвать сильный ожог.Передача тепла от сковороды к ручке сковороды происходит за счет теплопроводности. Но в металлах механизм проводимости несколько сложнее. Подобно электропроводности, теплопроводность в металлах возникает за счет движения свободных электронов . Электроны внешней оболочки атомов металла распределяются между атомами и могут свободно перемещаться по всей массе металла. Эти электроны переносят энергию от сковороды к ручке сковороды. Детали этого механизма теплопроводности в металлах значительно сложнее, чем приведенное здесь обсуждение.Главное, чтобы понять, что передача тепла через металлы происходит без движения атомов от сковороды к ручке сковороды. Это квалифицирует передачу тепла как относящуюся к категории теплопроводности.

Теплообмен путем конвекции

Является ли теплопроводность единственным средством передачи тепла? Может ли тепло передаваться через объем объекта другими способами, кроме теплопроводности? Ответ положительный. В модели теплопередачи через керамическую кофейную кружку и металлическую сковороду использовалась теплопроводность.Керамика кофейной кружки и металл сковороды твердые. Передача тепла через твердые тела происходит за счет теплопроводности. Это в первую очередь связано с тем, что твердые тела имеют упорядоченное расположение частиц, которые закреплены на месте. Жидкости и газы - не очень хорошие проводники тепла. На самом деле они считаются хорошими теплоизоляторами. Обычно тепло не проходит через жидкости и газы за счет теплопроводности. Жидкости и газы - это жидкости; их частицы не закреплены на месте; они перемещаются по большей части образца материи.Модель, используемая для объяснения передачи тепла через объем жидкостей и газов, включает конвекцию. Конвекция - это процесс передачи тепла от одного места к другому за счет движения жидкостей. Движущаяся жидкость несет с собой энергию. Жидкость течет из места с высокой температурой в место с низкой температурой.

Чтобы понять конвекцию в жидкостях, давайте рассмотрим передачу тепла через воду, которая нагревается в кастрюле на плите. Конечно, источником тепла является горелка печи.Металлический горшок, в котором находится вода, нагревается конфоркой печи. По мере того, как металл нагревается, он начинает передавать тепло воде. Вода на границе с металлическим поддоном становится горячей. Жидкости расширяются при нагревании и становятся менее плотными. По мере того, как вода на дне горшка становится горячей, ее плотность уменьшается. Разница в плотности воды между дном и верхом горшка приводит к постепенному образованию циркуляционных токов . Горячая вода начинает подниматься к верху кастрюли, вытесняя более холодную воду, которая была там изначально.А более холодная вода, которая была наверху горшка, движется к дну горшка, где она нагревается, и начинает подниматься. Эти циркуляционные токи медленно развиваются с течением времени, обеспечивая путь для нагретой воды для передачи энергии от дна горшка к поверхности.

Конвекция также объясняет, как электрический обогреватель, установленный на полу холодного помещения, нагревает воздух в помещении. Воздух, находящийся возле змеевиков нагревателя, нагревается. По мере того, как воздух нагревается, он расширяется, становится менее плотным и начинает подниматься.Когда горячий воздух поднимается, он выталкивает часть холодного воздуха в верхнюю часть комнаты. Холодный воздух движется в нижнюю часть комнаты, чтобы заменить поднявшийся горячий воздух. По мере того, как более холодный воздух приближается к обогревателю в нижней части комнаты, он нагревается обогревателем и начинает подниматься. Снова медленно образуются конвекционные токи. Воздух движется по этим путям, неся с собой энергию от обогревателя по всей комнате.

Конвекция - это основной метод передачи тепла в таких жидкостях, как вода и воздух.Часто говорят, что тепла поднимается на в таких ситуациях. Более подходящее объяснение - сказать, что нагретой жидкости поднимается на . Например, когда нагретый воздух поднимается от обогревателя на полу, он уносит с собой более энергичные частицы. По мере того как более энергичные частицы нагретого воздуха смешиваются с более холодным воздухом у потолка, средняя кинетическая энергия воздуха в верхней части комнаты увеличивается. Это увеличение средней кинетической энергии соответствует увеличению температуры.Конечным результатом подъема горячей жидкости является передача тепла из одного места в другое. Конвекционный метод передачи тепла всегда предполагает передачу тепла движением вещества. Это не следует путать с теорией калорийности, обсуждавшейся ранее в этом уроке. В теории калорийности тепло было жидкостью, а движущаяся жидкость - теплом. Наша модель конвекции рассматривает тепло как передачу энергии, которая является просто результатом движения более энергичных частиц.

Два обсуждаемых здесь примера конвекции - нагрев воды в кастрюле и нагрев воздуха в комнате - являются примерами естественной конвекции.Движущая сила циркуляции жидкости является естественной - разница в плотности между двумя местами в результате нагрева жидкости в каком-либо источнике. (Некоторые источники вводят понятие выталкивающих сил, чтобы объяснить, почему нагретые жидкости поднимаются. Мы не будем здесь приводить подобные объяснения.) Естественная конвекция является обычным явлением в природе. Океаны и атмосфера Земли нагреваются естественной конвекцией. В отличие от естественной конвекции, принудительная конвекция включает перемещение жидкости из одного места в другое с помощью вентиляторов, насосов и других устройств.Многие системы отопления дома включают принудительное воздушное отопление. Воздух нагревается в печи, выдувается вентиляторами через воздуховоды и выпускается в помещения в местах вентиляции. Это пример принудительной конвекции. Перемещение жидкости из горячего места (около печи) в прохладное (комнаты по всему дому) приводится в движение вентилятором. Некоторые духовки - это печи с принудительной конвекцией; у них есть вентиляторы, которые нагнетают нагретый воздух от источника тепла в духовку. Некоторые камины увеличивают нагревательную способность огня, продувая нагретый воздух из каминного блока в соседнее помещение.Это еще один пример принудительной конвекции.


Теплообмен с помощью излучения

Последний метод передачи тепла включает излучение. Излучение - это передача тепла посредством электромагнитных волн. Для излучать означает посылать или распространять из центра. Будь то свет, звук, волны, лучи, лепестки цветов, спицы колес или боль, если что-то излучает , то оно выступает или распространяется наружу из источника.Передача тепла посредством излучения включает перенос энергии от источника к окружающему его пространству. Энергия переносится электромагнитными волнами и не связана с движением или взаимодействием материи. Тепловое излучение может происходить через материю или через область пространства, лишенную материи (то есть вакуум). Фактически, тепло, получаемое на Землю от Солнца, является результатом распространения электромагнитных волн через космическую пустоту между Землей и Солнцем.

Все объекты излучают энергию в виде электромагнитных волн. Скорость, с которой эта энергия высвобождается, пропорциональна температуре Кельвина (T), возведенной в четвертую степень.

Мощность излучения = k • T 4

Чем горячее объект, тем больше он излучает. Солнце явно излучает больше энергии, чем горячая кружка кофе. Температура также влияет на длину и частоту излучаемых волн. Объекты при обычной комнатной температуре излучают энергию в виде инфракрасных волн.Поскольку мы невидимы для человеческого глаза, мы не видим эту форму излучения. Инфракрасная камера способна обнаружить такое излучение. Возможно, вы видели тепловые фотографии или видеозаписи излучения, окружающего человека или животное, или горячую кружку кофе, или Землю. Энергия, излучаемая объектом, обычно представляет собой набор или диапазон длин волн. Обычно его называют спектром излучения . По мере увеличения температуры объекта длины волн в спектрах испускаемого излучения также уменьшаются.Более горячие объекты, как правило, излучают более коротковолновое и более высокочастотное излучение. Катушки электрического тостера значительно горячее комнатной температуры и излучают электромагнитное излучение в видимой области спектра. К счастью, это обеспечивает удобное предупреждение для пользователей о том, что катушки горячие. Вольфрамовая нить накаливания излучает электромагнитное излучение в видимом (и за его пределами) диапазоне. Это излучение не только позволяет нам видеть, но и нагревает стеклянную колбу, в которой находится нить накала.Поднесите руку к лампочке (не касаясь ее), и вы также почувствуете излучение лампочки.

Тепловое излучение - это форма передачи тепла, потому что электромагнитное излучение, испускаемое источником, переносит энергию от источника к окружающим (или удаленным) объектам. Эта энергия поглощается этими объектами, вызывая увеличение средней кинетической энергии их частиц и повышение температуры. В этом смысле энергия передается из одного места в другое посредством электромагнитного излучения.Изображение справа было получено тепловизором. Камера обнаруживает излучение, испускаемое объектами, и представляет его с помощью цветной фотографии. Более горячие
цвета на представляют области объектов, которые излучают тепловое излучение с большей интенсивностью. (Изображения любезно предоставлены Питером Льюисом и Крисом Уэстом из SLAC Стэндфорда.)

Наше обсуждение на этой странице относилось к различным методам теплопередачи. Были описаны и проиллюстрированы проводимость, конвекция и излучение.Макроскопия была объяснена с точки зрения частиц - постоянная цель этой главы Учебного пособия по физике. Последняя тема, которую мы обсудим в Уроке 1, носит более количественный характер. На следующей странице мы исследуем математику, связанную со скоростью теплопередачи.

Проверьте свое понимание

1. Рассмотрим объект A с температурой 65 ° C и объект B с температурой 15 ° C.Два объекта помещаются рядом друг с другом, и маленькие бомбы начинают сталкиваться. Приведет ли какое-либо столкновение к передаче энергии от объекта B к объекту A? Объяснять.

2. Предположим, что объект A и объект B (из предыдущей задачи) достигли теплового равновесия. Столкнулись ли частицы двух объектов друг с другом? Если да, то приводит ли какое-либо столкновение к передаче энергии между двумя объектами? Объяснять.

Тепловая мощность | Блог Гэри Гарбера

Итак, когда мы смешиваем горячую воду с холодной, происходит передача тепловой энергии от горячей к холодной или поток тепла от горячей к холодной.

Чтобы нагреть 1 килограмм воды на 1 ° C, требуется около 4 186 Джоулей. Это число может быть непросто запомнить. Однако достаточно 1 калории тепла, чтобы нагреть 1 грамм воды на 1 ° C.Будьте осторожны, не путайте калорийность с капитолием С и калорийностью.

1 калория = 1 килокалория = 1000 калорий

Имейте в виду, что для большинства экспериментов мы можем предположить (возможно, ошибочно), что плотность воды составляет 1 грамм / миллилитр. Однако, если вы хотите быть точным, вы должны учитывать эту изменчивость в экспериментах. В Википедии есть хорошая таблица плотностей.

При обсуждении теплового потока мы используем уравнение

Q = mcΔT

где Q - поток тепла, m - масса, c - удельная теплоемкость, а T - температура.Поскольку мы изучаем изменения температуры, а не абсолютную температуру, можно использовать шкалу Цельсия вместо шкалы Кельвина. Обязательно отметьте, используете ли вы джоули или калории.

Вы можете рассматривать теплоемкость как тепловую инерцию. Джозеф Блэк первым отметил удельную теплоемкость веществ и то, что добавление тепла увеличивает температуру объекта. Он противопоставил это скрытому (или скрытому) теплу, которое может вызвать фазовый переход, но не изменяет температуру.

Вы можете просмотреть таблицу теплоемкости по гиперфизике.Вода на самом деле имеет очень высокую удельную теплоемкость по сравнению с большинством веществ. Причина этого связана с числом степеней свободы молекул. Если я добавлю калорию тепла к грамму воды и калорию к грамму алюминия, алюминий нагреется в 5 раз больше! Меди в 10 раз больше!

Цифры, которые стоит запомнить:

c (вода) = 4187 Дж / кг / ° C = 1 кал / г / ° C

c (лед) = 2090 Дж / кг / ° C = 0,5 кал / г / ° C

Хотя сами эти числа немного меняются с температурой, мы будем предполагать, что они постоянны.

Будьте осторожны, чтобы не путать удельную теплоемкость с проводимостью . Вы легко можете обжечься металлической сковородой, потому что она быстро отдает вам тепло, а не потому, что она имеет такую ​​высокую температуру.

Когда тепло проникает в объект, вы увеличиваете его тепловую энергию. В случае твердого тела оно вибрирует в трех измерениях. В жидкости у вас также может быть добавление вращения и перемещения молекул.

Существует интересное соотношение теплоемкости металлов, называемое законом Дюлонга и Пти.23 молекулы, также известное как число авокадо.

Есть много забавных экспериментов, которые мы могли бы провести, чтобы поработать с объектом и увидеть, как в результате изменится температура.

Можно растянуть и деформировать резинку.

Мы можем измерить изменение температуры в банке с песком, встряхивая ее в течение нескольких минут. Или даже просто уронить, если с большой высоты. Потенциальная энергия превращается в тепло!

Мы могли забить гвоздь молотком по твердому дереву.Почувствуйте это.

Когда мы пропускали ток через резисторы, можно было почувствовать тепло. Мы можем измерить эту температуру. Или нихромовая проволока сильно нагреется!

У нас также есть несколько погружных лампочек от PASCO, с помощью которых мы можем измерять мощность, поступающую в лампочку, и выделяемое тепло! Сначала следует прочитать руководство пользователя.

Итак, какие интересные вещи вы могли бы сделать.

Что произойдет, если смешать равные объемы горячей и холодной воды? У нас просто средняя температура.

Что произойдет, если смешать неравные объемы горячей и холодной воды? Здесь у нас есть средневзвешенное значение.

Что произойдет, если смешать воду с чем-нибудь еще? Как насчет холодной воды и горячих стальных гвоздей? Или горячая вода с холодным спиртом? Затем нам нужно учесть эту тепловую инерцию, чтобы получить средневзвешенное значение (взвешенное по удельной теплоемкости).

Помимо того, что эта формула является средневзвешенным, какова ее физика? Когда мы смешиваем горячую и холодную жидкости, одна из них нагревается, а другая теряет тепло.Предполагая, что потерь нет, и эти температуры равны.

Сейчас раздаем

Затем мы сдвигаем начальные температуры в одну сторону, а окончательные значения температуры - вправо.

Наконец, фактор

И на нашем последнем шаге мы завершаем формулу равновесия для смешивания.

Что если смешать тёплую воду с кубиком льда?

Тогда мы должны учесть скрытую теплоту.

Контрольно-измерительные приборы:

Vernier Probes: Зонд из нержавеющей стали на конце имеет термистор.

Как это работает?

Я только что купил несколько новых игрушек от National Instruments, их MyTemp. Вы можете узнать больше здесь. Это термисторы, которые отличаются от зондов Вернье. У них нет длинного стержня, поэтому их можно ставить в разных местах.

Холодно или тепло, можем ли мы сказать?

Ключевые концепции
Температура
Тепло
Восприятие
Сенсорная нервная система

Введение
Вы когда-нибудь пытались угадать температуру воды в бассейне? В жаркий день вода сначала может показаться прохладной, но как только вы погрузитесь в нее, вы не заметите ее температуру.Однако в прохладный день вода в бассейне той же температуры с самого начала может показаться вполне комфортной. Наше тело способно определять абсолютную температуру? Или все относительно?

Эти вопросы могут заинтересовать вас, как наши тела собирают информацию об окружающей среде, обрабатывают ее и формируют наше восприятие мира. Сделайте это упражнение, и в следующий раз, когда вы прыгнете в бассейн в жаркий летний день, вы сможете понять, почему вам так холодно!

Фон
Наши руки - особенно кончики пальцев - хорошо оснащены для сбора сенсорной информации из окружающей их среды.Они содержат огромное количество сенсорных рецепторов. Внешние обстоятельства, такие как температура, текстура и прикосновение, побуждают эти рецепторы производить электрические сигналы. Сигналы проходят через сенсорный нерв вдоль руки в мозг, где они обрабатываются по сравнению с прошлым опытом и, наконец, маркируются.

Каждый рецептор запускается определенным стимулом. Терморецепторы обнаруживают изменения температуры. У нас есть терморецепторы, которые активируются холодом, а другие - теплом.Теплые рецепторы увеличивают скорость передачи сигналов, когда чувствуют тепло - или передачу тепла телу. Охлаждение - или передача тепла из тела - приводит к снижению скорости сигнала. С другой стороны, рецепторы холода увеличивают интенсивность возбуждения при охлаждении и уменьшают ее при нагревании.

Что-то интересное происходит, когда вы подвергаете рецепторы определенному ощущению, например, теплу, в течение длительного времени: они начинают утомляться и уменьшать свою активность, поэтому вы больше не будете так сильно замечать это ощущение.

Может ли эта десенсибилизация также изменить нашу чувствительность к тому, что мы чувствуем дальше? Попробуйте это занятие и узнайте!

Материалы

  • Три горшка, достаточно большие, чтобы в них можно было погрузить обе руки
  • Теплая вода (Не делайте ее слишком горячей; проверьте воду перед тем, как опустить руки в кастрюлю. Если вы все еще испытываете дискомфорт от теплой или холодной воды, дайте рукам остыть до комнатной температуры и начните использовать воду заново. при менее экстремальных температурах.)
  • Вода комнатной температуры
  • Холодная вода (или кубики льда для добавления в воду комнатной температуры)
  • Полотенце для защиты рабочей поверхности
  • Часы для измерения собственного времени

Препарат

  • Подготовьте рабочую поверхность, которая может немного намокнуть, положив полотенце и убрав все предметы, которые не должны намокать.
  • Наполните одну кастрюлю очень холодной водой. (Вы также можете использовать воду комнатной температуры и добавить пару кубиков льда, чтобы охладить воду в этой кастрюле.)
  • Наполните вторую кастрюлю водой комнатной температуры.
  • Наполните третью кастрюлю теплой водой. Следите за тем, чтобы вода не была слишком горячей; вам нужно какое-то время комфортно погрузить руки в эту воду.

Процедура

  • Опустите правую руку в кастрюлю с холодной водой. Как бы вы классифицировали температуру воды - холодную или очень холодную?
  • Опустите левую руку в кастрюлю с теплой водой. Как ощущается эта вода?
  • Задержав руки в кастрюлях примерно минуту или две, снова обратите внимание на температуру воды в каждой кастрюле. Холодная вода по-прежнему кажется такой же холодной, как и раньше? А теплая вода? Если вы чувствуете иначе, думаете ли вы, что реальная температура воды в горшках значительно изменилась за это короткое время, или изменилось ли ваше восприятие температуры?
  • Теперь одновременно уберите руки из кастрюль с ледяной и теплой водой и опустите обе руки в кастрюлю с водой комнатной температуры. Как бы вы обозначили температуру воды в кастрюле? Вам жарко, тепло, тепло, холодно или очень холодно? Если трудно сказать, обратите внимание на то, что вы бы сказали, если бы вы чувствовали только правой рукой, и что бы вы сказали, если бы вы почувствовали только левой рукой? Ваши руки согласны или не согласны с температурой воды?
  • Extra : вместо того, чтобы использовать две руки, окуните указательный палец в теплую ванну, а средний палец той же руки - в холодную ванну.Сенсорные сигналы, создаваемые терморецептором в этом тесте, проходят по тому же сенсорному нерву вверх по руке к мозгу. Сможете ли вы сказать, что один палец холодный, а другой теплый? Вы все равно получите запутанные сообщения , если через минуту вы опустите оба пальца в воду комнатной температуры? Теперь попробуйте прикоснуться кончиком пальца к кубику льда и теплой ткани одновременно. . Вы все еще можете сказать, что половина чаевых теплая, а другая половина - холодная? Вы все еще сбиваетесь с толку, когда кладете кончик пальца на предмет комнатной температуры?
  • Extra : В этом упражнении вода в горячей и холодной кастрюлях имеет разную температуру.Что, если вы коснетесь рукой предметов, которые кажутся холодными или теплыми, но имеют ту же температуру, например, металлической дверной ручкой или горшком, ковром или шерстяным свитером? Все эти объекты имеют комнатную температуру, но они кажутся разными по температуре, потому что они по-разному проводят тепло. Пусть ваши руки коснутся этих предметов. Вы по-прежнему получаете сбивающие с толку сообщения, если через некоторое время соприкасаетесь руками с третьим материалом, например, со стеклом?


Наблюдения и результаты
Правая рука чувствовала, что вода комнатной температуры была горячей, тогда как левая рука ощущала холод?

Когда вы изначально поместили правую руку в холодную воду, холодные терморецепторы в вашей руке срабатывали, создавая сигналы, которые после обработки в мозгу позволяли вам обозначить воду как «холодную».«Когда левая рука была погружена в горячую воду, теплые терморецепторы инициировали сигналы, позволяющие идентифицировать воду в этой кастрюле как« теплую ».

Через некоторое время терморецепторы в ваших руках притихли. Они потеряли чувствительность, и вода в соответствующих горшках больше не казалась такой холодной или теплой.

Однако, когда вы поместили обе руки в кастрюлю с водой комнатной температуры, ваш мозг запутался. Ваша правая рука вошла с десенсибилизированными терморецепторами холода и активными терморецепторами тепла.Тепловой поток в холодную руку зажег теплые терморецепторы. Ваш мозг интерпретирует их как исходящие из теплого окружения. Вы чувствовали, что вода правой рукой теплее, чем была на самом деле. Похожий процесс произошел в вашей левой руке, которая вошла через десенсибилизированные теплые терморецепторы и испытала поток тепла от теплой руки к воде комнатной температуры. Ваша левая рука чувствовала себя так, как будто вода была холоднее, чем была на самом деле.

Так как ваши руки иначе воспринимали воду в кастрюле комнатной температуры, вы запутались.Ваш мозг вернул противоречивую информацию о температуре воды в кастрюле с комнатной температурой. Этот опыт показывает, что на ваше восприятие температуры влияет предыдущая среда.

Больше для изучения
Почему пол становится холодным, когда полотенце становится теплым ?, от Scientific American
Как животные остаются в тепле с подкожным жиром, от Scientific American
Соматосенсибилизация: давление, температура и боль от Boundless.com

Эта деятельность предоставлена ​​вам в сотрудничестве с Science Buddies

Объяснитель: Как движется тепло | Новости науки для студентов

Во Вселенной энергия естественным образом перетекает из одного места в другое. И если люди не вмешиваются, тепловая энергия - или тепло - естественно течет только в одном направлении: от горячего к холодному.

Тепло передается естественным образом одним из трех способов. Эти процессы известны как проводимость, конвекция и излучение.Иногда может возникнуть более одного случая одновременно.

Сначала немного предыстории. Вся материя состоит из атомов - одиночных или связанных в группы, известные как молекулы. Эти атомы и молекулы всегда находятся в движении. Если они имеют одинаковую массу, горячие атомы и молекулы движутся в среднем быстрее холодных. Даже если атомы зафиксированы в твердом теле, они все равно колеблются взад и вперед вокруг некоторого среднего положения.

Учителя и родители, подпишитесь на шпаргалку

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде

Спасибо за регистрацию!

При регистрации возникла проблема.

В жидкости атомы и молекулы могут свободно перемещаться с места на место. В газе они еще более свободны в движении и полностью разлетаются в объеме, в котором они находятся.

Некоторые из наиболее понятных примеров теплового потока происходят на вашей кухне.

Проводимость

Поставьте сковороду на плиту и включите огонь. Металл, лежащий над конфоркой, станет первой частью сковороды. Атомы на дне кастрюли начнут вибрировать быстрее, когда они нагреются.Они также колеблются дальше и дальше от своего среднего положения. Когда они натыкаются на своих соседей, они делятся с этим соседом частью своей энергии. (Думайте об этом как о очень крошечной версии битка, который врезается в другие шары во время игры в бильярд. Шары-мишени, ранее находившиеся неподвижно, получают часть энергии битка и перемещаются.)

В результате столкновений со своими более теплыми соседями атомы начинают двигаться быстрее. Другими словами, они сейчас греются. Эти атомы, в свою очередь, передают часть своей увеличенной энергии соседям, находящимся еще дальше от первоначального источника тепла.Эта проводимость тепла через твердый металл - это то, как нагревается ручка сковороды, даже если она может находиться далеко от источника тепла.

Конвекция

Конвекция возникает, когда материал может свободно двигаться, например жидкость или газ. Опять же, рассмотрим кастрюлю на плите. Налейте воду в кастрюлю, затем включите огонь. Когда сковорода нагревается, часть этого тепла передается молекулам воды, находящимся на дне сковороды, посредством теплопроводности. Это ускоряет движение молекул воды - они нагреваются.

Лавовые лампы демонстрируют передачу тепла посредством конвекции: восковые капли нагреваются у основания и расширяются. Это делает их менее плотными, поэтому они поднимаются наверх. Там они отдают тепло, охлаждают, а затем опускаются, чтобы завершить циркуляцию. Bernardojbp / iStockphoto

По мере того, как вода нагревается, она начинает расширяться. Это делает его менее плотным. Он поднимается над более плотной водой, унося тепло со дна кастрюли. Более холодная вода стекает вниз и занимает свое место рядом с горячим дном кастрюли. По мере того, как эта вода нагревается, она расширяется и поднимается, передавая с собой вновь обретенную энергию.Вскоре возникает круговой поток поднимающейся теплой воды и падающей более холодной воды. Этот круговой рисунок теплопередачи известен как конвекция .

Это также то, что сильно нагревает пищу в духовке. Воздух, нагретый нагревательным элементом или газовым пламенем в верхней или нижней части духовки, переносит это тепло в центральную зону, где находится еда.

Воздух, нагретый у поверхности Земли, расширяется и поднимается вверх, как вода в кастрюле на плите. Большие птицы, такие как птицы-фрегаты (и люди, летящие на планерах без двигателя), часто катаются на этих термиках - восходящих каплях воздуха - чтобы набрать высоту, не используя никакой собственной энергии.В океане конвекция, вызванная нагревом и охлаждением, помогает управлять океанскими течениями. Эти течения перемещают воду по земному шару.

Излучение

Третий тип передачи энергии в некотором смысле наиболее необычен. Он может перемещаться по материалам - или в их отсутствие. Это радиация.

Излучение, такое как электромагнитная энергия, излучаемая солнцем (здесь видно на двух длинах волн ультрафиолета), является единственным типом передачи энергии, который работает через пустое пространство.NASA

Рассмотрим видимый свет как форму излучения. Он проходит через некоторые виды стекла и пластика. Рентгеновские лучи, еще одна форма излучения, легко проходят через плоть, но в значительной степени блокируются костями. Радиоволны проходят через стены вашего дома и достигают антенны стереосистемы. Инфракрасное излучение, или тепло, проходит через воздух от каминов и лампочек. Но в отличие от проводимости и конвекции, излучение не требует материала для передачи своей энергии. Свет, рентгеновские лучи, инфракрасные волны и радиоволны - все это распространяется на Землю из дальних уголков Вселенной.Эти формы излучения будут проходить через множество пустых пространств по пути.

Рентгеновские лучи, видимый свет, инфракрасное излучение, радиоволны - все это разные формы электромагнитного излучения . Каждый тип излучения попадает в определенный диапазон длин волн. Эти типы различаются по количеству энергии, которую они имеют. Как правило, чем длиннее длина волны, тем ниже частота определенного типа излучения и тем меньше энергии оно переносит.

Чтобы усложнить ситуацию, важно отметить, что одновременно может происходить несколько форм теплопередачи.Конфорка плиты не только нагревает сковороду, но и окружающий воздух, делая его менее плотным. Это переносит тепло вверх посредством конвекции. Но горелка также излучает тепло в виде инфракрасных волн, нагревая находящиеся поблизости предметы. А если вы готовите вкусную еду на чугунной сковороде, не забудьте взять за ручку прихватку: будет жарко, благодаря кондукции!

Тепло, температура и проводимость | Глава 2: Состояния материи

Примечание. Энергия также может передаваться посредством излучения и конвекции, но в этой главе речь идет только о передаче тепла посредством теплопроводности.

  • Обсудите, что происходит, когда ложку помещают в горячую жидкость, такую ​​как суп или горячий шоколад.

    Спросите студентов:

    Вы когда-нибудь клали металлическую ложку в горячий суп или горячий шоколад, а затем прикасались ложкой ко рту? Как вы думаете, что может происходить между молекулами супа и атомами в ложке, чтобы ложка стала горячей?
    В настоящее время учащимся не обязательно полностью отвечать на эти вопросы.Более важно, чтобы они начали думать, что что-то происходит на молекулярном уровне, что заставляет одно вещество делать другое горячее.

    Раздайте каждому учащемуся лист с упражнениями.

    Учащиеся запишут свои наблюдения и ответят на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций.Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда металл комнатной температуры помещается в горячую воду.

    Если вы не можете получить материалы для всех групп для выполнения этого задания, вы можете выполнить это задание в качестве демонстрации или показать учащимся видеоролики «Нагревательные стиральные машины» и «Охлаждающие стиральные машины».

    Вопрос для расследования

    Почему температура объекта меняется, когда он помещен в горячую воду?

    Материалы для каждой группы

    • 2 комплекта больших металлических шайб на шнурке
    • Стакан из пенополистирола с горячей водой
    • Вода комнатной температуры
    • 2 термометра
    • Градуированный цилиндр или стакан

    Материалы для учителя

    • 1 стакан из пенополистирола
    • Термометр
    • Конфорка или кофеварка
    • Большой стакан или кофейник

    Подготовка учителей

    • С помощью веревки свяжите вместе 5 или 6 металлических шайб, как показано.Каждой группе учеников понадобится два набора шайб, завязанных веревкой.
    • Повесьте один комплект стиральных машин для каждой группы в горячей воде на плите или в воде в кофеварке, чтобы стиральные машины могли нагреться. Эти стиральные машины должны оставаться горячими до второй половины работы.
    • Другой набор следует оставить при комнатной температуре и передать студентам вместе с материалами для упражнения.
    • Непосредственно перед упражнением налейте около 30 миллилитров (2 столовых ложки) горячей воды (около 50 ° C) в чашку из пенополистирола для каждой группы.Обязательно налейте одну чашку горячей воды, чтобы использовать ее в качестве контроля.

    Сообщите учащимся, что они собираются посмотреть, изменится ли температура горячей воды в результате помещения в воду металлических шайб комнатной температуры. Единственный способ узнать, вызывают ли стиральные машины изменение температуры, - это выпить чашку горячей воды без стиральных машин. Объясните, что у вас будет чашка с горячей водой, которая будет контрольным.

    Вам нужно будет положить термометр в чашку с горячей водой одновременно с учениками.Попросите учащихся записать начальную температуру контрольной панели в своих таблицах на листе действий вместе с начальной температурой их собственной чашки с горячей водой. Температура двух образцов должна быть примерно одинаковой.

    Процедура

    1. Поместите в чашку термометр, чтобы измерить начальную температуру воды. Запишите температуру воды в столбце «До» таблицы на листе активности. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    2. Используйте другой термометр для измерения температуры стиральных машин. Запишите это в колонку «До».

    Примечание. Измерять температуру шайб обычным термометром немного неудобно, потому что между шариком термометра и поверхностью шайб есть небольшая точка соприкосновения. Стиральные машины должны иметь комнатную температуру.

    Попросите учащихся сделать прогноз:

    • Что произойдет с температурой воды и стиральной машины, если вы поместите стиральную машину в горячую воду?
    1. Держа термометр в воде, возьмитесь за шнур и полностью опустите металлические шайбы в горячую воду.

    2. Наблюдать за любым изменением температуры воды. Оставьте стиральные машины в воде, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в каждой чашке в столбце «После».
    Таблица 1. Показания температуры для стиральных машин комнатной температуры, помещенных в горячую воду
    Температура… Перед После
    Вода в чашке
    Вода в контрольной чашке
    Шайба металлическая
    1. Снимите шайбы с воды.Затем измерьте и запишите температуру стиральных машин в столбце «После».
    2. Опорожните чашку в контейнер для отходов или в раковину.

    Ожидаемые результаты

    Температура воды немного снизится, а температура стиральных машин немного повысится. Величина понижения и повышения температуры на самом деле не так уж и важна. Важно то, что температура воды понижается, а в стиральных машинах повышается.

    Подробнее об энергии и температуре читайте в разделе «Биография учителя».

    Примечание. В конце концов, два соприкасающихся объекта с разной температурой будут иметь одинаковую температуру. Во время занятия мойки и вода, скорее всего, будут разной температуры. В этом упражнении стиральная машина и вода контактируют только в течение короткого времени, поэтому, скорее всего, температура не будет одинаковой.

    Студенты могут спросить, почему температура воды снизилась на другую величину, чем повысилась температура стиральных машин.В воде осталось то же количество энергии, что и в стиральных машинах, но для изменения температуры разных веществ требуется другое количество энергии.

  • Предложите учащимся изучить, что происходит, когда горячий металл помещается в воду комнатной температуры.

    Спросите студентов:

    • Как вы думаете, изменится температура, если вы поместите горячие стиральные машины в воду комнатной температуры?

    Налейте в контрольную чашку около 30 миллилитров воды комнатной температуры.Поместите термометр в чашку и скажите учащимся температуру воды.

    • Налейте в чашку из пенополистирола около 30 миллилитров воды комнатной температуры.
    • Поместите термометр в воду и запишите его температуру в столбце «До» таблицы на листе активности. Не забудьте также записать начальную температуру воды в контрольной чашке.
    • Выньте стиральные машины из горячей воды, в которой они нагревали, и быстро измерьте их температуру термометром.Запишите это в столбце «До» на листе занятий.
    • Пока термометр все еще находится в воде, возьмитесь за шнур и полностью опустите горячие металлические шайбы в воду.
    • Наблюдать за любым изменением температуры воды. Оставьте стиральные машины в воде, пока температура не перестанет меняться. Запишите температуру воды в вашей чашке в столбце «После» в таблице ниже. Также запишите температуру воды в контрольной чашке.
    • Вынуть шайбы из воды.Измерьте и запишите температуру стиральных машин.
    Таблица 2. Показания температуры для горячих стиральных машин, помещенных в воду комнатной температуры
    Температура… Перед После
    Вода в чашке
    Вода в контрольной чашке
    Шайба металлическая

    Ожидаемые результаты

    Температура воды повышается, а температура стиральных машин понижается.

  • Обсудите наблюдения студентов и то, что могло вызвать изменение температуры металлических шайб и воды.

    Спросите студентов:

    Как изменилась температура стиральных машин и воды в обеих частях деятельности?
    На основании своих данных учащиеся должны понимать, что температура стиральных машин и воды изменилась.
    Почему, как вы думаете, изменилась температура, зная, что вы делаете с нагреванием и охлаждением атомов и молекул?
    Если необходимо, помогите студентам задуматься о том, почему температура каждого из них изменилась, спросив их, что, вероятно, движется быстрее, атомы в металлических шайбах или молекулы в воде.Скажите студентам, что анимация молекулярной модели, которую вы покажете дальше, покажет им, почему изменилась температура обоих.
  • Покажите две анимации, чтобы помочь ученикам понять, как энергия передается от одного вещества к другому.

    Показать анимацию молекулярной модели Ложка с подогревом.

    Укажите студентам, что молекулы воды в горячей воде движутся быстрее, чем атомы в ложке.Молекулы воды ударяются об атомы ложки и передают этим атомам часть своей энергии. Вот как энергия воды передается ложке. Это увеличивает движение атомов в ложке. Поскольку движение атомов в ложке увеличивается, температура ложки увеличивается.

    Это нелегко заметить, но когда быстро движущиеся молекулы воды ударяются о ложку и ускоряют атомы в ложке, молекулы воды немного замедляются.Таким образом, когда энергия передается от воды к ложке, ложка становится теплее, а вода холоднее.

    Объясните учащимся: когда быстро движущиеся атомы или молекулы сталкиваются с более медленно движущимися атомами или молекулами и увеличивают их скорость, передается энергия. Передаваемая энергия называется теплом. Этот процесс передачи энергии называется проводимостью.

    Покажите анимацию молекулярной модели "Охлажденная ложка".

    Укажите ученикам, что в этом случае атомы в ложке движутся быстрее, чем молекулы воды в холодной воде.Быстрее движущиеся атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды. Это заставляет молекулы воды двигаться немного быстрее, а температура воды повышается. Поскольку атомы в ложке передают часть своей энергии молекулам воды, атомы в ложке немного замедляются. Это вызывает снижение температуры ложки.

    Спросите студентов:

    Опишите, как процесс проводимости вызвал изменение температуры стиральных машин и воды в процессе работы.

    Стиральные машины комнатной температуры в горячей воде
    Когда стиральные машины комнатной температуры помещаются в горячую воду, более быстро движущиеся молекулы воды ударяются о медленно движущиеся атомы металла и заставляют атомы в шайбах двигаться немного быстрее. Это вызывает повышение температуры стиральных машин. Поскольку часть энергии воды была передана металлу, чтобы ускорить их, движение молекул воды уменьшается. Это вызывает снижение температуры воды.
    Горячие стиральные машины в воде комнатной температуры
    Когда горячие металлические шайбы помещаются в воду комнатной температуры, более быстро движущиеся атомы металла сталкиваются с более медленно движущимися молекулами воды и заставляют молекулы воды двигаться немного быстрее. Это вызывает повышение температуры воды. Поскольку часть энергии от атомов металла была передана молекулам воды, чтобы ускорить их, движение атомов металла уменьшается. Это вызывает снижение температуры стиральных машин.
  • Обсудите связь между движением молекул, температурой и проводимостью.

    Спросите студентов:

    Как движение атомов или молекул вещества влияет на температуру вещества?
    Если атомы или молекулы вещества движутся быстрее, это вещество имеет более высокую температуру. Если его атомы или молекулы движутся медленнее, значит, он имеет более низкую температуру.
    Что такое проводимость?
    Проводимость возникает, когда два вещества при разных температурах контактируют. Энергия всегда передается от вещества с более высокой температурой к веществу с более низкой температурой. По мере того как энергия передается от более горячего вещества к более холодному, более холодное вещество нагревается, а более горячее вещество - холоднее. В конце концов, температура обоих веществ становится одинаковой.

    Студенты склонны понимать нагревание, но часто имеют неправильное представление о том, как вещи охлаждаются.Так же, как нагревание вещества, охлаждение вещества также работает за счет теплопроводности. Но вместо того, чтобы сосредотачиваться на ускорении более медленно движущихся молекул, вы сосредотачиваетесь на замедлении более быстро движущихся молекул. Более быстрые атомы или молекулы более горячего вещества контактируют с более медленными атомами или молекулами более холодного вещества. Более быстрые атомы и молекулы передают часть своей энергии более медленным атомам и молекулам. Атомы и молекулы более горячего вещества замедляются, и его температура понижается.Объект или вещество не могут стать холоднее, если добавить им «холода». Что-то может стать холоднее, только если его атомы и молекулы передадут свою энергию чему-то более холодному.

  • Попросите учащихся нарисовать молекулярные модели, чтобы показать проводимость между ложкой и водой.

    Примечание. На модели, которую вы покажете учащимся, изменение скорости как молекул воды, так и атомов в ложке представлено разным количеством линий движения.Учащиеся могут помнить, что, когда атомы или молекулы движутся быстрее, они отдаляются друг от друга, а когда они движутся медленнее, они сближаются. Для этой деятельности изменение расстояния между молекулами воды или между атомами в ложке не является фокусом, и поэтому не показано в модели. Вы можете сказать учащимся, что модели могут выделять одну особенность над другой, чтобы помочь сосредоточиться на главном представляемом моменте.

    Ложка комнатной температуры помещена в горячую воду

    Проецируйте иллюстрации «Ложка в горячей воде до и после» из рабочего листа.

    Попросите учащихся взглянуть на линии движения на картинке «До» на их рабочем листе. Затем спросите студентов, как изменится движение атомов и молекул на картинке «После». На листе действий вместе с проецируемым изображением нет линий движения на рисунке «После». Правильно их ввести - задача студентов.

    Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

    Горячая ложка в воде комнатной температуры

    Проектируйте иллюстрации Горячая ложка в воде комнатной температуры до и после из рабочего листа

    Попросите учащихся посмотреть второй набор картинок «До» и «После». Попросите учащихся добавить линии движения к иллюстрации «После» и добавить описательные слова, такие как «теплее» или «холоднее», чтобы описать изменение температуры воды и ложки.

  • Покажите моделирование, чтобы проиллюстрировать, что температура - это средняя кинетическая энергия атомов или молекул.

    Следующая симуляция показывает, что при любой температуре атомы или молекулы вещества движутся с разными скоростями. Некоторые молекулы движутся быстрее других, некоторые медленнее, но большинство находятся посередине.

    Примечание. После нажатия кнопки «Старт» симуляция будет работать лучше всего, если вы переберете все кнопки, прежде чем использовать ее для обучения ученикам.

    Показать температуру моделирования.

    • Перебрав кнопки «Холодный», «Средний» и «Горячий», выберите «Средний», чтобы начать обсуждение с учащимися.Скажите студентам, что это моделирование показывает взаимосвязь между энергией, движением молекул и температурой.

    Скажите студентам, что все, что имеет массу и движется, независимо от размера или размера, обладает определенным количеством энергии, называемой кинетической энергией. Температура вещества дает вам информацию о кинетической энергии его молекул. Чем быстрее движутся молекулы вещества, тем выше кинетическая энергия и температура. Чем медленнее движутся молекулы, тем ниже кинетическая энергия и температура.Но при любой температуре молекулы не все движутся с одинаковой скоростью, поэтому температура на самом деле является мерой средней кинетической энергии молекул вещества.

    • Эти идеи применимы к твердым телам, жидкостям и газам. Маленькие шарики в симуляции представляют молекулы и меняют цвет, чтобы визуализировать их скорость и кинетическую энергию. Медленные - синие, более быстрые - фиолетовые или розовые, а самые быстрые - красные. Объясните также, что скорость отдельных молекул изменяется в зависимости от их столкновений с другими молекулами.Молекулы передают свою кинетическую энергию другим молекулам посредством проводимости. Когда быстро движущаяся молекула сталкивается с более медленной молекулой, более медленная молекула ускоряется (и становится более красной), а более быстрая молекула замедляется (и становится более синей).

    • Объясните, что при любой температуре большинство молекул движутся примерно с одинаковой скоростью и имеют примерно одинаковую кинетическую энергию, но всегда одни молекулы движутся медленнее, а другие - быстрее. Температура на самом деле представляет собой комбинацию или среднее значение кинетической энергии молекул.Если бы вы могли поместить в эту симуляцию термометр, он бы столкнулся с молекулами, движущимися с разной скоростью, так что он регистрировал бы среднюю кинетическую энергию молекул.

    Чтобы добавить энергии, начните с «Холодный», затем нажмите «Средний», а затем «Горячий».

    Спросите студентов:

    Что вы замечаете в молекулах при добавлении энергии?
    По мере прибавления энергии больше молекул движется быстрее.Розовых и красных молекул больше, но есть еще более медленные синие.

    Чтобы удалить энергию, начните с «Горячий», затем нажмите «Средний», а затем «Холодный».

    Спросите студентов:

    Что вы замечаете в молекулах по мере удаления энергии?
    По мере удаления энергии большее количество молекул движется медленнее. Пурпурных и синих молекул больше, но некоторые все еще меняют цвет на розовый.
  • Попросите учащихся попробовать одно или несколько расширений и использовать проводимость для объяснения этих общих явлений.

    Сравните фактическую температуру и ее ощущения для различных предметов в комнате.

    Спросите студентов:

    Коснитесь металлической части стула или ножки стола, а затем прикоснитесь к обложке учебника. Кажется, что эти поверхности имеют одинаковую или разную температуру?
    Они должны чувствовать себя по-другому.
    Почему металл становится холоднее, хотя его температура такая же, как у картона?
    Скажите студентам, что, хотя металл кажется холоднее, металл и картон на самом деле имеют одинаковую температуру.Если учащиеся не верят этому, они могут использовать термометр, чтобы измерить температуру металла и картона в комнате. Находясь в одном помещении с одинаковой температурой воздуха, обе поверхности должны иметь одинаковую температуру.

    Покажите анимацию «Проводя энергию», чтобы ответить на вопрос, почему металл холоднее картона.

    Скажите студентам, чтобы они наблюдали за движением молекул в металле, картоне и в пальце.

    Объясните: молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы металла, имеющего комнатную температуру.Таким образом, энергия вашего пальца передается металлу. Поскольку металл является хорошим проводником, энергия передается от поверхности через металл. Молекулы в вашей коже замедляются, поскольку ваш палец продолжает отдавать энергию металлу, поэтому ваш палец кажется более прохладным.

    Подобно металлу, молекулы в вашем пальце движутся быстрее, чем молекулы в картоне, имеющем комнатную температуру. Энергия передается от пальца к поверхности картона.Но поскольку картон является плохим проводником, энергия не легко передается от поверхности через картон. Молекулы в вашей коже движутся примерно с одинаковой скоростью. Поскольку ваш палец не теряет много энергии для картона, он остается теплым.

    Сравните фактическую температуру с ощущением температуры воды и воздуха.

    Попросите учащихся использовать два термометра для сравнения температуры воды комнатной температуры и температуры воздуха.Они должны быть примерно одинаковыми.

    Спросите студентов:

    Опустите палец в воду комнатной температуры, а другой - в воздух. Кажется, что вода и воздух имеют одинаковую или разную температуру?
    Палец в воде должен казаться холоднее.
    Почему вода кажется прохладнее, хотя ее температура такая же, как у воздуха?
    Напомните учащимся, что, хотя вода кажется более холодной, на самом деле вода и воздух имеют примерно одинаковую температуру.Студенты должны понимать, что вода лучше проводит энергию, чем воздух. Чем быстрее энергия отводится от пальца, тем холоднее становится кожа.

    Подумайте, почему чашки с холодной и горячей водой достигают комнатной температуры.

    Попросите учащихся подумать и объяснить следующую ситуацию:

    Допустим, вы поставили чашку холодной воды в одну комнату, а чашку горячей воды - в другую. В обеих комнатах одинаковая комнатная температура.Почему холодная вода становится теплее, а горячая холоднее?
    В обоих случаях энергия переместится из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Таким образом, энергия воздуха комнатной температуры перейдет в холодную воду, которая нагревает воду. И энергия от горячей воды перейдет в более прохладный воздух, который охлаждает воду.
  • ATMO336 - весна 2012 г.

    ATMO336 - весна 2012 г.

    Следующая тема касается того, как человеческое тело обменивается энергией (или теплом). со своим окружением.Это будет включать в себя то, как организм реагирует на оба горячие и низкие температуры И как влажность и ветер влияют на Теплообмен. Это приведет нас к концепции фактора охлаждения ветром. и тепловой индекс.

    Передача энергии

    Начнем с нескольких основ. Имейте в виду представленный здесь материал несколько упрощенно. На самом деле затраты и передача энергии может делать больше, чем просто изменять температуру объекта.

    • Чтобы объект нагрелся, нужно добавить энергии
    • Для охлаждения объекта необходимо отвести энергию
    • Энергетический баланс для объекта (не производящего энергию внутри):
      • Если энергия на входе = энергия на выходе, температура объекта остается постоянной
      • Если энергия на входе> энергии на выходе, температура объекта повышается
      • Если энергия в
    • Энергия передается между объектами, имеющими разную температуру.Направление передачи энергии ВСЕГДА от горячего к холодному.
    • Существует три механизма передачи энергии:
      1. Излучение
      2. Проводимость
      3. Конвекция

    Излучение - это передача энергии через пространство или материальную среду. в виде электромагнитных волн. Не беспокойтесь о понимании формулировки последнего предложения. Сейчас мы остановимся лишь на паре моментов.Вернемся к радиации позже в семестре.

    Все объекты во Вселенной излучают (или испускают) энергию излучения. Тип и количество испускаемая энергия излучения зависит от температуры объекта. В принципе, чем горячее объект, тем большее количество энергии излучения он излучает. Например, Солнце излучает гораздо больше энергии излучения, чем у Земли, потому что Солнце намного горячее.

    Если вы поместите камень в космос, он потеряет энергию и, следовательно, остынет за счет непрерывно испускает излучение.Тем временем скала набирает энергию и, следовательно, нагревается, за счет поглощения энергии излучения, которое изначально было испущено другими объектами, например звездами. Если энергия излучения, поглощенная породой, больше, чем энергия излучения, испускаемого рядом с камнем температура в нем повысится. Если поглощенная энергия излучения меньше радиации выделяется энергия, температура камня понижается.

    Это объясняет большую часть суточных изменений температуры в данном месте на Земле.Ночью поверхность земли охлаждается, потому что она испускает энергию излучения, в то время как от Солнца не поступает радиационная энергия. Днем поверхность земли нагревается, потому что энергия излучения, поглощаемого Солнцем, больше, чем энергия излучения, испускаемая землей.

    По большей части обмен радиационной энергией оказывает меньшее влияние на человека. комфорт, чем обмен энергией за счет теплопроводности и конвекции ... однако, когда вы подвергайте себя воздействию прямых солнечных лучей, поглощение солнечного излучения может вызвать у вас чувство теплый (или горячий).

    Проводимость - это передача энергии путем прямого столкновения молекул (прикосновения). Энергия может передаваться от одного объекта к другому или внутри одного объекта, который содержит колебания температуры (См. Рисунок F). Скорость, с которой энергия передается в Материал упоминается как его теплопроводность . Например, возьмем стержень из стали. Нагрейте стержень на одном конце и измерьте, насколько быстро тепло передается к другому концу. В целом твердые тела и жидкости являются лучшими проводниками тепла, чем газы, потому что молекулы которые составляют твердые тела и жидкости, более плотно упакованы, чем газы. Таким образом, вода и металлы являются хорошими проводниками тепла, а воздух - плохим проводником тепла (или хорошим теплоизолятором). Таблица теплопроводности для нескольких веществ приведена ниже. Вам не нужно беспокоиться о научных единицах теплопроводности. Используйте таблицу чтобы сравнить, насколько хорошо тепло передается за счет теплопроводности через различные материалы. Выше чем теплопроводность, тем быстрее тепло проходит через материал за счет теплопроводности.

    Таблица теплопроводности известных веществ

    Материал

    Теплопроводность
    (кал / сек) / (см 2 C / см)
    Алмаз 2.38
    Медь 0,99
    Алюминий 0,50
    Водяной лед 0,0050
    Стекло 0,0025
    Бетон 0.0020
    Вода при 20 ° C 0,0014
    Сухой песок 0,0013
    Ткани тела, мышцы 0,00092
    Ткани тела, жир 0,00047
    Дерево 0.00019
    Мех кролика 0,000065
    Шерсть 0,000061
    Неподвижный воздух при 0 ° C 0,000057

    Когда два разных Прикосновение к объектам тепло всегда передается от более теплого объекта к более холодному. если ты прикоснуться к чему-то горячему, энергия передается от горячего предмета к вам.Если вы прикоснетесь к чему-то холод, энергия передается от вас к холодному объекту.

    Скорость кондуктивной теплопередачи зависит от:

    • Разница температур между объектами (чем больше разница температур, тем быстрее теплопередача)
    • Проводимость материала (например, теплопроводность в воде намного быстрее, чем в воздухе)
    Последнюю причину можно использовать для объяснения того, почему окна с двойным остеклением более энергоэффективны, чем окна с одинарным остеклением.Двустворчатые окна состоят из двух оконных стекол, разделенных изоляционным слоем. слой воздуха (см. рисунок F).
    Различия в проводимости воды и воздуха также частично объясняют, почему плавание в воде температура 70 ° F (по Фаренгейту) кажется холодной, стоя на улице при температуре воздуха 70 ° F - нет. Потому что вода - хороший проводник тепла, она отводит тепло от вашего тела быстрее, чем воздух, что приводит к ощущению холода. Еще одна причина, не имеющая ничего общего с проводимостью в том, что вода имеет большую теплоемкость, а это значит, что вода должна поглощать много тепла (энергии) чтобы поднять его температуру.Так что, если вас окружает большой бассейн с холодной водой, тепло от вашего тело легко уводится от вас и не сильно нагревает воду, что позволяет кондуктивная теплопередача остается быстрой.

    Конвекция - это передача тепла за счет фактического движения массы внутри жидкости. Конвекция - это очень важные средства переноса энергии в атмосфере, особенно влажная конвекция. Только конвекция встречается в жидкостях (жидкостях и газах), а не в твердых телах. В атмосфере мы можем думать о конвекции происходит, когда частицы воздуха (капли воздуха размером с большой воздушный шар) перемещаются.

    В атмосфере важны два типа конвекции:

    • Сухая конвекция
      • Естественный - теплый воздух поднимается, холодный опускается (см. Рисунок G).
      • Принудительный - ветер взбалтывает воздух, перемешивая его. Это частично объясняет, почему фанат может помочь вам сохранить спокойствие. В неподвижном воздухе тонкий слой нагретого воздуха образует изолирующий барьер прямо над кожей.Ветер может сдувать этот нагретый слой воздуха, увеличивая теплопотери.
    • Влажная конвекция
      • Учитывает энергию, удаляемую из-за испарения воды (обычно из у поверхности земли), затем доставляется, когда вода конденсируется (обычно высоко в атмосфере где образуются облака). (См. Рисунок G) Я считаю, что студентам часто сложно понять этот процесс. Отзывать этот водяной пар содержит больше внутренней энергии, чем жидкая вода. Когда вода испаряется, вы Можно сказать, что энергия, которая использовалась для испарения жидкости, хранится в водяном паре.Этот сохраненная энергия высвобождается, когда водяной пар конденсируется обратно в жидкую воду. В целом энергия удаляется из области испарения воды и высвобождается там, где вода конденсируется, таким образом передача энергии из одного места в другое.
      • Скорость потери тепла за счет испарения зависит от чистой скорости испарения, которая как мы видели, зависит от относительной влажности. Скорость чистого испарения также зависит от на ветру. В неподвижном воздухе тонкий слой влажного воздуха образует барьер над местом, где жидкая вода испаряется.Ветер может сдувать этот влажный слой воздуха, увеличивая испарение. потери тепла. На самом деле это более важно для понимания того, почему поклонник может вам помочь. сохранять прохладу в жаркий день. Как правило, чем выше скорость ветра, тем выше скорость ветра. чистого испарения.

    Все три механизма передачи энергии, проводимости, конвекции и излучения играют роль в том, как человеческое тело обменивается энергией (теплом) с внешним миром. На следующей странице описывается, как человеческое тело справляется с стресс от жары и холода и влияние погодных условий на потерю тепла организмом.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *