Vrste prijenosa topline (toplotna provodljivost, konvekcija, toplinsko zračenje).

Provođenje topline je proces prijenosa unutrašnja energija od više zagrejanih delova tela (ili tela) do manje zagrejanih delova (ili tela), koje vrše nasumično pokretne čestice tela (atomi, molekuli, elektroni, itd.). Takav prijenos topline može se dogoditi u bilo kojem tijelu s neujednačenom raspodjelom temperature, ali mehanizam prijenosa topline ovisit će o stanju agregacije tvari.

Sposobnost tvari da provodi toplinu karakterizira koeficijent toplinske provodljivosti (toplotne provodljivosti). Numerički, ova karakteristika je jednaka količini topline koja prolazi kroz materijal površine 1 m² u jedinici vremena (sekundi) s jediničnim temperaturnim gradijentom.

U stacionarnom stanju, gustina toka energije koja se prenosi kroz vođenje toplote proporcionalna je temperaturnom gradijentu:

gdje je - vektor gustine toplotnog toka - količina energije koja u jedinici vremena prolazi kroz jediničnu površinu okomitu na svaku osu, - koeficijent toplotne provodljivosti(toplotna provodljivost), - temperatura. Minus na desnoj strani pokazuje da je toplotni tok usmjeren suprotno vektoru grad T (odnosno u smjeru najbržeg pada temperature). Ovaj izraz je poznat kao zakon provodljivosti toplote Fourier .

Konvekcija je širenje topline uslijed kretanja makroskopskih elemenata medija. Zapremine tekućine ili plina, krećući se iz područja s višom temperaturom u područje s nižom temperaturom, nose toplinu sa sobom. Konvektivni transport je obično praćen provođenjem toplote.

Konvektivni prijenos može se izvesti kao rezultat slobodnog ili prisilnog kretanja rashladne tekućine. Slobodno kretanje nastaje kada su čestice fluida u različitim delovima sistema pod uticajem tjelesnih sila različitih veličina, tj. kada polje tjelesnih sila nije jednolično.

Prisilno kretanje nastaje pod djelovanjem vanjskih površinskih sila. Razlika tlaka, pod utjecajem koje se rashladno sredstvo kreće, stvara se pomoću pumpi, ejektora i drugih uređaja.

Prijenos topline zračenjem (radiativni prijenos topline) sastoji se od emisije energije zračenja od strane tijela, njene raspodjele u prostoru između tijela i njene apsorpcije od strane drugih tijela. U procesu emitiranja unutrašnja energija tijela koje zrače pretvara se u energiju elektromagnetnih talasa koji se šire u svim pravcima. Tijela koja se nalaze na putu širenja energije zračenja apsorbiraju dio elektromagnetnih valova koji na njih upadaju, pa se energija zračenja pretvara u unutrašnju energiju tijela koje apsorbira.

1. Površinska obrada tijela okretanja: brušenje.

brušenje- proces obrade svih vrsta površina na odgovarajućoj opremi uz upotrebu abrazivnih alata. Preciznost do 6 kvaliteta. Ra=0,16 ….. 0,32 µm

Vrste mljevenja Kvalitet Ra (µm)

Piling 8-9 2.5-5

Preliminarno 6-9 1.2-2.5

Finale 5-6 0,2-1,2

Tanak -- 0,25-0,1

Alat: brusne i abrazivne ploče.

Metode mljevenja:

Mašine za kružno brušenje.

A) Brušenje sa uzdužnim pomakom

Stol sa obratkom je klipni (uzdužni pomak), radni komad - kružni pomak; krug je glavni pokret rezanja i poprečno kretanje.

B) Uranjanje brušenje

Krug čini glavne pokrete rezanja i poprečni pomak (uranjanje), radni komad vrši kružno pomicanje.

Prednosti uzdužnog brušenja:

Moguća je obrada površina dužih od 50 mm;

Tačnije;

Ujednačeno trošenje kotača;

Nanesite meke krugove koji ne zahtijevaju često uređivanje;

Minimalno rasipanje toplote.

Prednosti uranjanja:

Great performance;

Mogućnost podešavanja više alata;

Istovremeno brušenje vrata i lica.

Nedostaci uranjajućeg brušenja:

Moguća je obrada površina do 50 mm dužine;

Neravnomjerno trošenje kotača;

Potrebno često previjanje kotača;

Velika disipacija topline;

Mašine povećane snage i krutosti.

Brušenje bez centra

A) sa radijalnim pomakom - koristi se za obradu kratkih dijelova;

B) sa aksijalnim pomakom;

Osa kruga je postavljena pod uglom u odnosu na osu obratka, zbog čega dobijamo aksijalni pomak. Primjenjuje se za obradu dugih, glatkih osovina.

Brušenje je tehnološka metoda obrade metala koja omogućava dobijanje visokokvalitetnih površina sa visokom dimenzionalnom preciznošću na delovima.

Brušenje se izvodi - brusnim pločama koje seku abrazivnim zrncima od minerala i supertvrdih materijala koji imaju nasumični oblik i relativni položaj.

Značajka je rezanje malog sloja metala od strane svakog zrna kao reznog zuba, zbog čega na površini dijela ostaje ogrebotina ograničene dužine i malog poprečnog presjeka.

U proizvodnji mašinskih dijelova i uređaja, brušenje se koristi za završnu završnu obradu, što vam omogućava da dobijete površine s dimenzionalnom preciznošću od 6-7 razreda s hrapavošću Ra = 0,08..0,32 mikrona.

Vrste brušenja: vanjsko okruglo, unutrašnje okruglo, ravno, čelno.

2. Koncept algoritma. Njegova struktura.

Algoritam je uređeni skup sistema pravila koji određuje sadržaj i proceduru za radnje na nekim objektima, čija striktna implementacija dovodi do rješenja bilo kojeg problema iz razmatrane klase problema u konačnom broju koraka.

Osnovne strukture algoritama- ovo je specifičan skup blokova i standardnih načina za njihovo povezivanje za izvođenje tipičnih sekvenci radnji.

Glavne strukture su sljedeće:

o linearno

o grananje

o ciklično

Linearno nazivaju se algoritmi u kojima se akcije izvode uzastopno jedna za drugom. Standardni dijagram toka linearnog algoritma je dat u nastavku:

grananje naziva se algoritam u kojem se radnja izvodi duž jedne od mogućih grana rješavanja problema, ovisno o ispunjenosti uslova. Za razliku od linearnih algoritama, kod kojih se komande izvršavaju uzastopno jedna za drugom, algoritmi grananja uključuju uslov, u zavisnosti od čijeg ispunjenja ili neispunjenja, izvršava se jedan ili drugi niz naredbi (akcija).

Kao uslov u algoritmu grananja može se koristiti bilo koja izjava razumljiva izvođaču, koja se može posmatrati (biti istinita) ili ne posmatrati (biti lažna). Takva izjava može se izraziti i riječima i formulom. Dakle, algoritam grananja se sastoji od uslova i dva niza instrukcija.

U zavisnosti od toga da li u obe grane rešenja zadatka postoji niz naredbi ili samo u jednom grananju algoritmi se dele na potpune i nepotpune (skraćene).
Standardni blok dijagrami algoritma grananja su dati u nastavku:

ciklično naziva se algoritam u kojem se neki dio operacija (tijelo ciklusa - niz naredbi) ponavlja više puta. Međutim, riječ "više puta" ne znači "do beskonačnosti". Organizacija ciklusa, koja nikada ne dovodi do zastoja u izvršavanju algoritma, predstavlja kršenje zahtjeva njegove efektivnosti – dobijanja rezultata u konačnom broju koraka.

Prije operacije petlje, izvode se operacije dodjeljivanja početnih vrijednosti onim objektima koji se koriste u tijelu petlje. Ciklus uključuje sljedeće strukture kao osnovne:

o blok za provjeru stanja

o blok koji se zove tijelo petlje

Postoje tri vrste ciklusa:

Petlja s preduvjetom

Petlja s postuvjetom

Petlja sa parametrom (neka vrsta petlje sa preduslovom)

Ako se tijelo petlje locira nakon provjere uvjeta, onda se može dogoditi da pod određenim uvjetima tijelo petlje neće biti izvršeno ni jednom. Ova vrsta organizacije petlje vođene preduvjetima se zove petlja sa preduslovom.

Moguć je i drugi slučaj, gdje se tijelo petlje izvršava najmanje jednom i ponavlja se sve dok uvjet ne postane lažan. Takva organizacija ciklusa, kada se njegovo tijelo nalazi prije provjere stanja, naziva se petlja sa postuslovom.

Petlja s parametrom je vrsta petlje sa preduslovom. Karakteristika ovog tipa ciklusa je da ima parametar čija je početna vrijednost postavljena u zaglavlju ciklusa, a tu se također postavlja uvjet za nastavak ciklusa i zakon za promjenu parametra ciklusa. Mehanizam rada je u potpunosti konzistentan sa petljom sa preduslovom, osim što se nakon izvršenja tela petlje parametar menja prema navedenom zakonu i tek tada dolazi do prelaska na proveru uslova.
Standardni blok dijagrami round robin algoritama su dati u nastavku:

Pitanje 1. Analiza jedinica za dovod goriva u RPV

Pitanje 2. Izrada rupa: bušenje, bušenje, upuštanje, razvrtanje.

Pitanje 3. Vrste, presjeci, presjeci u inženjerskom crtežu

1. Analiza jedinica za snabdijevanje bespilotne letjelice gorivom

Šema raketni motori na tečnost(LRE) se uglavnom razlikuju u sistemima snabdevanja gorivo. U LRE bilo koje sheme pritisak goriva prije komora za sagorevanje mora postojati veći pritisak u komori, inače neće biti moguće isporučiti komponente gorivo kroz mlaznice. Postoje dva sistema za dovod goriva - pomak i pumpna stanica. Prvi je jednostavniji i koristi se uglavnom u motorima relativno malih raketa, drugi - u motorima raketa dugog dometa.

SISTEM NAPAJANJA GORIVOM- (raketni motor na tekuće gorivo) - skup mehanizama ili uređaja koji osiguravaju opskrbu komponentama goriva iz spremnika u komoru raketnog motora na tekuće gorivo pomoću pumpi. Sa pumpnim sistemom za dovod goriva možete dobiti manje ukupna tezina elektrane nego sa sistemom za dovod goriva pozitivne zapremine.

Kod potiskivanja, komponente goriva se komprimiranim zrakom dovode u komoru za sagorijevanje. gas prolaze kroz reduktor u rezervoare za gorivo. Reduktor osigurava konstantan pritisak u spremnicima goriva i ravnomjerno dovod goriva u komoru za sagorijevanje. U tom slučaju se stvara veliki pritisak u raketnim rezervoarima, tako da oni moraju biti dovoljno jaki. Ovo povećava težinu konstrukcije, ovo povećava težinu konstrukcije, što je nedostatak svih deplasmanskih sistema za dovod goriva.

2. Obrada rupa: bušenje, bušenje, upuštanje,

raspoređivanje.

bušenje napraviti rupe u čvrstom materijalu. Za plitke rupe koriste se standardne bušilice promjera 0,30...80 mm. Postoje dva načina bušenja: 1) burgija rotira (mašine grupe za bušenje i bušenje); 2) radni komad se okreće (mašine grupe za okretanje). Obrada rupa promjera do 25 ... 40 mm izvodi se spiralnim svrdlima u jednom prijelazu, pri obradi rupa velikih promjera (do 80 mm) - u dva ili više prijelaza bušenjem i razvrtanjem ili drugim metode. Za bušenje rupa promjera većeg od 80 mm koriste se bušilice ili glave za bušenje posebnih dizajna. Prilikom obrade dubokih rupa (L/D > 10), teško je osigurati orijentaciju ose rupe u odnosu na njenu unutrašnju cilindričnu površinu. Što je rupa duža, to je veće uvlačenje alata. Sljedeće metode se koriste za suzbijanje pomjeranja burgije ili izobličenja ose rupe: - korištenje malih pomaka, pažljivo oštrenje burgije; − primjena prethodnog bušenja (centriranje); − bušenje sa vođenjem spiralne bušilice pomoću čahure za bušenje; - bušenje rotirajućeg obratka nerotirajućom ili rotirajućom bušilicom. Ovo je najradikalniji način da se eliminiše zanošenje bušilice, jer se stvaraju uslovi za samocentriranje bušilice; - bušenje specijalnim bušilicama sa rotirajućim ili stacionarnim radnim komadom. Specijalne bušilice uključuju: - polukružne - vrstu pištoljskih burgija sa jednostranim rezanjem, koje se koriste za obradu predmeta od materijala koji proizvode lomljive strugotine (mesing, bronza, liveno gvožđe); - pištolj - jednostrano rezanje sa vanjskim izlazom rashladne tekućine i unutarnjim izlazom (ejektorom) sa karbidnim umetcima (zalemljenim ili nebrusljivim sa mehaničkim pričvršćivanjem), dizajnirano za bušenje visokih performansi; - burgije za trepaniranje (sl. 38, d) za bušenje rupa prečnika 80 mm ili više, dužine do 50 mm; Izrezali su prstenastu površinu u čvrstom metalu, a unutrašnji dio u obliku cilindra koji ostane nakon takvog bušenja može se koristiti kao uložak za izradu drugih dijelova. Countersinking rupe - predobrada livenih, žigosanih ili izbušene rupe za naknadno postavljanje, bušenje ili izvlačenje. Prilikom obrade rupa prema 13. ... 11. razredu, upuštanje može biti završna operacija. Upuštanje se koristi za obradu cilindričnih udubljenja (za glave vijaka, utičnice za ventile itd.), krajnjih i drugih površina. Alat za rezanje za upuštanje je upuštač. Upuštači se izrađuju u jednom komadu sa brojem zubaca od 3 ... 8 ili više, prečnika 3 ... 40 mm; montiran prečnika 32 ... 100 mm i montažno podesiv prečnika 40 ... 120 mm. Upuštanje je produktivna metoda: povećava preciznost prethodno obrađenih rupa, djelimično ispravlja zakrivljenost osovine nakon bušenja. Da bi se poboljšala točnost obrade, koriste se uređaji s provodničkim čahurama. Proces upuštanja kroz i slijepe rupe. Upuštanja ispravljaju, ali ne eliminišu potpuno os rupe, dostižna hrapavost Ra = 12,5 ... 6,3 mikrona. Deployment rupe - završna obrada rupa sa preciznošću do 7. razreda. Razvrtanjem se obrađuju rupe istih prečnika kao i prilikom upuštanja. Razvrtači su dizajnirani za uklanjanje malog dodatka. Od upuštača se razlikuju po velikom broju (6 ... 14) zubaca. Razvrtanjem se postiže visoka preciznost dijametralnih dimenzija kalupa, kao i mala hrapavost površine. Treba napomenuti da se obrađena rupa dobije nešto većeg prečnika od prečnika samog razvrtača. Takav slom može biti 0,005 ... 0,08 mm. Da bi se dobila kvalifikacija rupa 7, koristi se dvostruko raspoređivanje; IT6 - tri puta, za konačno postavljanje, dopuštenje je 0,05 mm ili manje. Dosadan glavne rupe (koji određuju dizajn dijela) izrađuju se na: horizontalnom bušenju, ubočnom bušenju, radijalnom bušenju, rotacionim i modularnim mašinama, višenamjenskim obradnim centrima, au nekim slučajevima i na strugovima. Postoje dva glavna načina bušenja: bušenje, u kojem se radni predmet rotira (na strojevima grupe za tokarenje), i bušenje, u kojem se alat rotira (na strojevima grupe za bušenje).

bušenje- jedan od najčešćih načina za dobijanje cilindričnih slijepih i prolaznih rupa u čvrstom materijalu Kada zahtjevi za preciznošću ne prelaze 11-12 kvaliteta. Proces bušenja se izvodi sa dva zglobna pokreta: rotacija svrdla ili obratka oko ose rupe (glavni pokret) i translatorno kretanje bušilice duž ose (pomeranje).

Prilikom rada na mašini za bušenje, bušilica vrši oba pokreta, radni komad je nepomično fiksiran na stolu mašine. Prilikom rada na strugovima i revolverima, kao i na automatskim strugovima, dio se rotira, a bušilica vrši translatorno kretanje duž ose.

1. prednja površina - spiralna površina duž koje se skidaju strugotine.
2. stražnja površina - površina okrenuta prema površini rezanja.
3. rezna ivica - linija formirana ukrštanjem prednje i zadnje površine.
4. traka - uska traka na cilindričnoj površini bušilice, smještena duž ose. Pruža smjer bušilici.
5. poprečni rub - linija nastala kao rezultat sjecišta obje stražnje površine
2φ od 90-2400; ω do 300, γ-prednji ugao (manji prema centru, povećava se prema periferiji)

Upuštanje je obrada prethodno dobijenih rupa kako bi im se dobio pravilniji geometrijski oblik, povećala točnost i smanjila hrapavost. Ne postoji alat za rezanje sa više oštrica - upuštač, koji ima čvršći radni dio! broj zuba je najmanje tri (slika 19.3.d).

Razvrtanje - završna obrada cilindričnog ili konusnog otvora razvrtačem kako bi se postigla visoka preciznost i mala hrapavost. Razvrtači su alat sa više oštrica koji reže vrlo tanke slojeve sa površine koja se tretira (slika 19.3.e).

Probušene rupe na strugovima kada bušenje, razvrtanje ili upuštanje ne daju potrebnu tačnost u dimenzijama rupe, kao ni čistoću obrađene površine, odnosno kada nema burgije ili upuštača potrebnog prečnika.

Prilikom bušenja rupa na strugovima, možete dobiti rupu koja nije veća od 4-3. klase tačnosti, a završna obrada obrađene površine je 3-4 za grubu obradu i 5-7 za završnu obradu.

Rezači za bušenje i njihova ugradnja. Rupe se buše na strugovima sa bušilicama (sl. 118). U zavisnosti od tipa probušene rupe, razlikuju se: bušilice za prolazne rupe (sl. 118, a) i bušilice za slijepe rupe (sl. 118, b). Ovi glodali se međusobno razlikuju po glavnom uglu u planu φ. Kod bušenja rupa (sl. 118, a) glavni ugao u planu je φ=60°. Ako je slijepa rupa izbušena s ivicom od 90 °, tada glavni ugao u smislu φ = 90 ° (Sl. 118, b) i rezač radi kao probojni ili φ = 95 ° (Sl. 118, c) - rezač radi sa uzdužnim pomakom kao probijanjem, a zatim sa poprečnim pomakom kao bodovanjem.

2. Pogledi, preseci, preseci u inženjerskom crtežu

Vrste

4. Prikazi na crtežu su raspoređeni na sljedeći način:

5. Lokacija pogleda

6. Ako pogledi nisu locirani duž odnosa projekcije, onda moraju biti označeni strelicom.

7. Indikacija pogleda izvan odnosa projekcije

posekotine

9. Na rezovima je naznačeno šta se nalazi iza sečne ravni.

10. Na crtežu se pogledi mogu kombinovati sa presecima. Kao granica između pogleda i sekcije,

11. Treba koristiti samo isprekidanu ili valovitu liniju.

13. Rezovi

Sekcije

15. Sekcije prikazuju šta je u ravni sečenja.

16. Ako je sekcija podijeljena na nekoliko dijelova, onda treba koristiti odjeljak umjesto odjeljka.

17. Slika sekcije nije crtež

Slika vidljivog dijela površine predmeta okrenuta prema posmatraču naziva se pogled.

GOST 2.305-68 utvrđuje sljedeće ime major pogledi dobijeni na ravnima glavne projekcije (vidi sliku 165): 7 - pogled sprijeda ( glavni pogled); 2 - pogled odozgo; 3 - pogled s lijeve strane; 4 - pogled sa desne strane; 5 - pogled odozdo; b - pogled otpozadi. U praksi se više koriste tri pogleda: pogled sprijeda, pogled odozgo i pogled slijeva.

Glavni pogledi se obično nalaze u međusobnom projekcijskom odnosu. U ovom slučaju, naziv pogleda na crtežu nije potrebno upisivati.

Ako se bilo koji pogled pomakne u odnosu na glavnu sliku, njegova projekcijska veza sa glavnim prikazom je prekinuta, tada se iznad ovog pogleda pravi natpis tipa „A“ (Sl. 166).

Slika objekta koji je mentalno raščlanjen u jednoj ili više ravnina naziva se rez. Mentalna disekcija objekta odnosi se samo na ovaj dio i ne podrazumijeva promjene u drugim slikama istog objekta. Odjeljak pokazuje šta se dobija u ravni sečenja i šta se nalazi iza nje.

Sekcije se koriste za prikaz unutrašnjih površina objekta kako bi se izbjegle veliki broj isprekidane linije koje se mogu preklapati jedna sa drugom sa složenom unutrašnjom strukturom objekta i otežati čitanje crteža.

Da biste napravili rez, potrebno je: na pravom mjestu predmeta mentalno nacrtati reznu ravninu (Sl. 173, a); mentalno odbaciti deo objekta koji se nalazi između posmatrača i ravni sečenja (Sl. 173, b), projektovati preostali deo objekta na odgovarajuću ravan projekcije, izvesti sliku ili na mestu odgovarajućeg prikaza, ili u slobodno polje crteža (sl. 173, c); zasjeniti ravnu figuru koja leži u reznoj ravni; ako je potrebno, dati oznaku sekcije.

Rice. 173 Pravljenje reza

U zavisnosti od broja sekantnih ravni, rezovi se dele na jednostavne - sa jednom sekantnom ravninom, složene - sa više sekantnih ravni.

Ovisno o položaju rezne ravnine u odnosu na horizontalnu ravninu projekcije, presjeci se dijele na:

horizontalno- rezna ravan je paralelna sa horizontalnom ravninom projekcije;

vertikalno- rezna ravan je okomita na horizontalnu ravan projekcije;

koso- sekantna ravan čini ugao koji nije pravi ugao sa horizontalnom ravninom projekcije.

Vertikalni presjek se naziva čeonim ako je rezna ravan paralelna s ravninom frontalne projekcije, a profilom ako je rezna ravan paralelna s ravninom projekcije profila.

Složeni rezovi su stepenasti ako su sekantne ravni paralelne jedna s drugom, a lomljeni su ako se sekantne ravni međusobno sijeku.

Rezovi se nazivaju uzdužni ako su rezne ravni usmjerene duž dužine ili visine predmeta, ili poprečni ako su rezne ravni usmjerene okomito na dužinu ili visinu predmeta.

Lokalni rezovi služe za otkrivanje unutrašnje strukture objekta na posebnom ograničenom mjestu. Lokalni dio je u prikazu istaknut čvrstom valovitom tankom linijom.

Položaj rezne ravni je označen otvorenom linijom preseka. Početni i završni potezi linije presjeka ne smiju prelaziti konturu odgovarajuće slike. Na početni i završni potez potrebno je staviti strelice koje pokazuju smjer pogleda (Sl. 174). Strelice treba postaviti na udaljenosti od 2 ... 3 mm od vanjskog kraja poteza. Sa složenim rezom, potezi otvorene linije presjeka izvode se i na pregibima linije presjeka.

Rice. 174 Strelice koje pokazuju smjer gledanja

Blizu strelica koje pokazuju smjer gledanja sa vanjske strane ugla kojeg formira strelica i potez linije presjeka, na horizontalnoj liniji stavite velika slova Rusko pismo (sl. 174). Oznake slova se daju abecednim redom bez ponavljanja i bez praznina, osim slova I, O, X, b, s, b .

Sam rez mora biti označen natpisom tipa "A - A" (uvijek sa dva slova, kroz crticu).

Ako se rezna ravnina poklapa sa ravninom simetrije objekta, a rez je napravljen na mjestu odgovarajućeg pogleda u spoju projekcije i nije odvojen ni jednom drugom slikom, tada za horizontalne, vertikalne i profilne rezove nije potrebno za označavanje položaja rezne ravni i rez ne treba da bude praćen natpisom. Na sl. 173 prednji dio nije označen.

Jednostavni kosi rezovi i složeni rezovi su uvijek naznačeni.

TOPLOTNA PROVODNOST Topla voda se sipa u aluminijske i staklene posude istog kapaciteta. Koji od lonaca će se brzo zagrijati do temperature vode koja se u nju sipa? Aluminijum provodi toplinu brže od stakla, pa će se aluminijska posuda brzo zagrijati do temperature vode koja se u nju sipa

KONVEKCIJA U industrijskim frižiderima vazduh se hladi pomoću cevi kroz koje struji ohlađena tečnost. Gdje bi se ove cijevi trebale nalaziti: na vrhu ili na dnu prostorije? Za hlađenje prostorije, cijevi kroz koje teče ohlađena tekućina moraju biti smještene na vrhu. Vrući vazduh, u kontaktu sa hladnim cevima, će se ohladiti i pod dejstvom Arhimedove sile pasti.

Vrsta prenosa toplote Karakteristike prenosa toplote Slika Toplotna provodljivost Potrebno je određeno vreme Supstanca se ne kreće Atomsko-molekularni prenos energije Konvekcija Supstanca se prenosi u mlazovima Posmatrano u tečnosti i gasu Prirodno, prinudno Toplo nagore, hladno nadole Zračenje Sva zagrejana tela zrače To je izvedeno u potpunom vakuumu Zračeno, reflektirano, apsorbirano

Prijenos topline je spontani ireverzibilni proces prijenosa energije sa više zagrijanih tijela ili dijelova tijela na manje zagrijana. Prenos toplote je način promene unutrašnje energije tela ili sistema tela. Prijenos topline određuje i prati procese u prirodi, tehnologiji i svakodnevnom životu. Postoje tri vrste prijenosa topline: provodljivost, konvekcija i zračenje.

1. Postoje tri vrste prijenosa topline: provodljivost, konvekcija i zračenje.

Toplotna provodljivost može se uočiti u sljedećem eksperimentu. Ako se na metalnu šipku uz pomoć voska pričvrsti nekoliko karanfila (Sl. 68), jedan kraj šipke se učvrsti u tronožac, a drugi se zagrije na špiritusnoj lampi, tada će karanfili nakon nekog vremena početi da se otpasti sa štapa: prvo će otpasti karanfil koji je bliži alkoholnoj lampi, a zatim, itd.

To je zato što kako temperatura raste, vosak počinje da se topi. Kako klinčići nisu otpali istovremeno, već postepeno, može se zaključiti da se temperatura štapa postepeno povećavala. Posljedično, unutrašnja energija štapa se također postepeno povećavala, prenosila se s jednog kraja na drugi.

2. Prenos energije tokom provođenja toplote može se objasniti sa stanovišta unutrašnje strukture materije. Molekuli kraja štapa koji je najbliži duhovnoj lampi primaju energiju iz nje, energija im se povećava, počinju intenzivnije oscilirati i dio svoje energije prenose na susjedne čestice, uzrokujući njihovo brže osciliranje. Oni, zauzvrat, prenose energiju svojim susjedima, a proces prijenosa energije širi se po cijelom štapu. Povećanje kinetičke energije čestica dovodi do povećanja temperature štapa.

Važno je da prilikom provođenja toplote nema kretanja materije, energija se prenosi sa jednog tela na drugo ili sa jednog dela tela na drugi.

Proces prijenosa energije s jednog tijela na drugo ili s jednog dijela tijela na drugi zbog toplinskog kretanja čestica naziva se toplotna provodljivost.

3. Razne supstance imaju različitu toplotnu provodljivost. Ako se komad leda stavi na dno epruvete napunjene vodom, a njen gornji kraj stavi iznad plamena alkoholne lampe, nakon nekog vremena voda u gornjem dijelu epruvete proključa, a led se neće otopiti. Shodno tome, voda, kao i sve tečnosti, ima lošu toplotnu provodljivost.

Gasovi imaju još lošiju toplotnu provodljivost. Uzmimo epruvetu, u kojoj nema ničega osim vazduha, i stavimo je iznad plamena alkoholne lampe. Prst stavljen u epruvetu neće osjetiti toplinu. Zbog toga vazduh i drugi gasovi imaju slabu toplotnu provodljivost.

Metali su dobri provodnici toplote, a najlošiji su visoko razređeni gasovi. To je zbog posebnosti njihove strukture. Molekuli plinova nalaze se na udaljenostima većim jedna od druge od molekula čvrstih tvari i sudaraju se mnogo rjeđe. Stoga prijenos energije s jednog molekula na drugi u plinovima nije tako intenzivan kao u čvrstim tvarima. Toplotna provodljivost tečnosti zauzima srednju poziciju između toplotne provodljivosti gasova i čvrstih tela.

4. Kao što znate, gasovi i tečnosti su loši provodnici toplote. U isto vrijeme, zrak se zagrijava iz parnih baterija za grijanje. To je zbog vrste provodljivosti topline konvekcija.

Ako se kristal kalijevog permanganata pažljivo spusti kroz cijev na dno tikvice s vodom i tikvica se zagrije odozdo tako da je plamen dotakne na mjestu gdje kristal leži, tada možete vidjeti kako su obojeni mlazovi vode dići će se sa dna tikvice. Reaching gornjih slojeva vode, ovi curci će početi da se spuštaju.

Ovaj fenomen se objašnjava na sljedeći način. Donji sloj vode zagrijava se plamenom alkoholne lampe. Kada se zagrije, voda se širi, volumen joj se povećava, a gustoća se shodno tome smanjuje. Na ovaj sloj vode djeluje Arhimedova sila, koja gura zagrijani sloj tečnosti prema gore. Njegovo mjesto zauzima hladni sloj vode koji je pao, a koji se, zauzvrat, zagrijava, pomiče prema gore i tako dalje. Posljedično, energija se u ovom slučaju prenosi rastućim tokovima fluida (Sl. 69).

Slično, prijenos topline se događa u plinovima. Ako se vrtačica napravljena od papira stavi iznad izvora topline (Sl. 70), tada će se vrtlica početi okretati. To je zato što se zagrijani, manje gusti slojevi zraka podižu pod djelovanjem sile uzgona, dok se hladniji pomiču prema dolje i zauzimaju svoje mjesto, što dovodi do rotacije okretne ploče.

Prijenos topline, koji se vrši u ovom eksperimentu i u eksperimentu prikazanom na slikama 69, 70, naziva se konvekcija.

Konvekcija je vrsta prijenosa topline u kojoj se energija prenosi slojevima tekućine ili plina.

Konvekcija je povezana s prijenosom materije, tako da se može dogoditi samo u tekućinama i plinovima; Konvekcija se ne dešava u čvrstim materijama.

5. Treća vrsta prenosa toplote je radijacije. Ako prinesete ruku spirali električne peći spojene na mrežu, upaljenoj električnoj sijalici, zagrijanoj pegli, radijatoru itd., tada ćete jasno osjetiti toplinu.

Ako metalnu kutiju (rashladni element), čija je jedna strana sjajna, a druga crna, učvrstite u tronožac, spojite kutiju sa manometrom, a zatim sipajte kipuću vodu u posudu sa jednom površinom bijelom, a drugom crnom. , zatim okrećući posudu na crnu stranu hladnjaka, prvo s bijelom stranom, a zatim sa crnom, možete vidjeti da će se nivo tekućine u koljenu manometra spojenom na hladnjak smanjiti. Istovremeno će više padati kada je posuda okrenuta prema hladnjaku crnom stranom (Sl. 71).

Do smanjenja nivoa tečnosti u manometru dolazi jer se vazduh u hladnjaku širi, što je moguće kada se vazduh zagreje. Posljedično, zrak prima energiju iz posude s toplom vodom, zagrijava se i širi. Pošto vazduh ima slabu toplotnu provodljivost i u ovom slučaju ne dolazi do konvekcije, jer. pločica i hladnjak se nalaze na istom nivou, ostaje da se prepozna da posuda sa toplom vodom zrači energiju.

Iskustvo također pokazuje da crna površina posude zrači više energije od bijele površine. O tome svjedoči različit nivo tečnost u koljenu manometra spojenom na hladnjak.

Crna površina ne samo da zrači više energije, već i više upija. To se može dokazati i eksperimentalno dovođenjem električne peći spojene na mrežu prvo na sjajnu stranu detektora, a zatim na crnu. U drugom slučaju, tekućina u koljenu manometra spojenom na hladnjak će pasti niže nego u prvom.

Dakle, crna tijela dobro upijaju i zrače energiju, dok je bijela ili sjajna tijela slabo emituju i apsorbiraju. Dobro odražavaju energiju. Stoga je razumljivo zašto ljeti nose odjeću svijetlih boja, zašto više vole da farbaju kuće na jugu u Bijela boja.

Zračenjem se energija prenosi sa Sunca na Zemlju. Budući da je prostor između Sunca i Zemlje vakuum (visina Zemljine atmosfere je mnogo manja od udaljenosti od nje do Sunca), energija se ne može prenositi ni konvekcijom ni vođenjem topline. Dakle, za prijenos energije zračenjem nije potrebno prisustvo bilo kakvog medija; ovaj prijenos topline može se obaviti i u vakuumu.

Dio 1

1. U čvrstim materijama, prenos toplote se može izvršiti pomoću

1) konvekcija
2) zračenje i konvekcija
3) toplotnu provodljivost
4) konvekcija i provođenje toplote

2. Može doći do prijenosa topline konvekcijom

1) samo u gasovima
2) samo u tečnostima
3) samo u gasovima i tečnostima
4) u gasovima, tečnostima i čvrstim materijama

3. Kako se može izvršiti prijenos topline između tijela odvojenih bezzračnim prostorom?

1) Samo pomoću toplotne provodljivosti
2) samo uz pomoć konvekcije
3) samo uz pomoć zračenja
4) na sva tri načina

4. Koja vrsta prijenosa topline zagrijava vodu u rezervoarima po vedrom ljetnom danu?

1) samo toplotna provodljivost
2) samo konvekcija
4) konvekcija i provodljivost toplote

5. Koju vrstu prijenosa topline ne prati prijenos tvari?

1) samo toplotna provodljivost
2) samo konvekcija
3) samo zračenje
4) samo provodljivost i zračenje

6. Koju od vrsta prenosa toplote prati prenos materije?

1) samo toplotna provodljivost
2) konvekcija i provodljivost toplote
3) zračenje i toplotna provodljivost
4) samo konvekcija

7. U tabeli su prikazane vrijednosti koeficijenta, koji karakterizira brzinu procesa toplinske provodljivosti tvari, za neke građevinske materijale.

U uslovima hladna zima Za najmanje dodatne izolacije sa jednakim debljinama zida potrebna je kuća od

1) gazirani beton
2) armirani beton
3) silikatna cigla
4) drvo

8. Metalne i plastične šolje istog kapaciteta koje su stajale na stolu istovremeno su punjene toplom vodom iste temperature. U kojoj šolji će se voda brže ohladiti?

1) u metalu
2) od plastike
3) istovremeno
4) brzina hlađenja vode zavisi od njene temperature

9. Otvorena posuda je napunjena vodom. Koja slika ispravno prikazuje smjer konvekcijskih struja sa datom shemom grijanja?

10. Voda jednake mase zagrijana je na istu temperaturu i sipana u dvije posude, koje su bile pokrivene poklopcima i stavljene na hladno mjesto. Tepsije su potpuno iste, osim boje vanjske površine: jedna je crna, druga je sjajna. Šta će se dogoditi sa temperaturom vode u posudama nakon nekog vremena, dok se voda potpuno ne ohladi?

1) Temperatura vode se neće promijeniti ni u jednom loncu.
2) Temperatura vode će pasti u oba lonca za isti broj stepeni.
3) Temperatura vode u sjajnoj posudi će postati niža nego u crnoj.
4) Temperatura vode u crnoj posudi će postati niža nego u sjajnoj.

11. Učitelj je napravio sljedeći eksperiment. Vruća ploča (1) postavljena je nasuprot šuplje cilindrične zatvorene kutije (2) spojene gumenom cijevi na koljeno manometra u obliku slova U (3). U početku je tečnost u kolenima bila na istom nivou. Nakon nekog vremena, nivoi tečnosti u manometru su se promenili (vidi sliku).

Odaberite sa predložene liste dvije tvrdnje koje odgovaraju rezultatima eksperimentalnih opažanja. Navedite njihov broj.

1) Prijenos energije sa pločice na kutiju se odvijao uglavnom zbog zračenja.
2) Prijenos energije sa pločice na kutiju se odvijao uglavnom zbog konvekcije.
3) U procesu prijenosa energije povećao se tlak zraka u kutiji.
4) Mat crne površine bolje apsorbiraju energiju od svijetlih sjajnih površina.
5) Razlika u nivoima tečnosti u koljenima merača pritiska zavisi od temperature pločice.

12. Sa donje liste tvrdnji odaberite dvije ispravne tvrdnje i upišite njihove brojeve u tabelu.

1) Unutrašnja energija tela može se promeniti samo u procesu prenosa toplote.
2) Unutrašnja energija tijela jednaka je zbiru kinetičke energije kretanja molekula tijela i potencijalna energija njihove interakcije.
3) U procesu provođenja toplote energija se prenosi sa jednog dela tela na drugi.
4) Zagrijavanje zraka u prostoriji od radijatora parnog grijanja nastaje uglavnom zbog zračenja.
5) Staklo ima bolju toplotnu provodljivost od metala.

Odgovori

Predmet: Fizika i astronomija

Klasa: 8 rus

Tema: Provođenje toplote, konvekcija, zračenje.

Vrsta lekcije: Kombinovano

Svrha lekcije:

Obuka: upoznati pojam prenosa toplote, sa vrstama prenosa toplote, objasniti da prenos toplote u bilo kojoj vrsti prenosa toplote uvek ide u jednom pravcu; da, u zavisnosti od unutrašnje strukture, toplotne provodljivosti razne supstance(čvrsta, tečna i gasovita) je drugačija, da je crna površina najbolji emiter i najbolji apsorber energije.

Razvijanje: razviti kognitivni interes za predmet.

Obrazovni: gajiti osjećaj odgovornosti, sposobnost kompetentnog i jasnog izražavanja svojih misli, biti sposoban da se zadrži i radi u timu

Interdisciplinarna komunikacija: hemija, matematika

Vizuelna pomagala: 21-30 crteža, tabela toplotne provodljivosti

Tehnička sredstva obuka: ________________________________________________

_______________________________________________________________________

Struktura lekcije

1. Oorganizacija časa(2 minute.)

Pozdrav studentima

Provjera prisustva učenika i spremnosti odjeljenja za čas.

2. Pregled domaće zadaće (15 min) Tema: Unutrašnja energija. Načini promjene unutrašnje energije.

3. Objašnjenje novog materijala. (15 minuta)

Metoda promjene unutrašnje energije u kojoj čestice više zagrijanog tijela, koje imaju veću kinetičku energiju, u dodiru sa manje zagrijanim tijelom prenose energiju direktno na čestice manje zagrijanog tijela naziva seprijenos topline Postoje tri vrste prenosa toplote: provodljivosti, konvekcije i zračenja.

Ove vrste prijenosa topline imaju svoje karakteristike, međutim prijenos topline za svaku od njih uvijek ide u jednom smjeru: sa toplijeg tela na hladnije telo . Istovremeno, unutrašnja energija toplijeg tijela opada, a hladnijeg raste.

Fenomen prijenosa energije sa toplijeg dijela tijela na manje zagrijani ili sa toplijeg na manje zagrijano tijelo direktnim kontaktom ili međutijelima naziva setoplotna provodljivost.

U čvrstom stanju čestice su stalno unutra oscilatorno kretanje, ali ne mijenjaju svoje stanje ravnoteže. Kako temperatura tijela raste kada se zagrijava, molekuli počinju intenzivnije oscilirati, kako im raste kinetička energija. Dio ove povećane energije postepeno se prenosi s jedne čestice na drugu, tj. sa jednog dela tela na susedne delove tela itd. Ali ne prenose sve čvrste materije energiju na isti način. Među njima su i takozvani izolatori, u kojima se mehanizam provođenja topline odvija prilično sporo. To uključuje azbest, karton, papir, filc, ranit, drvo, staklo i niz drugih čvrstih materija. Medb i srebro imaju visoku toplotnu provodljivost. Oni su dobri provodnici toplote.

Tečnosti imaju nisku toplotnu provodljivost. Kada se tečnost zagrije, unutrašnja energija se prenosi iz toplijeg područja u manje zagrijano područje sudarima molekula i dijelom zbog difuzije: brži molekuli prodiru u manje zagrijano područje.

U plinovima, posebno u razrijeđenim, molekuli su na dovoljno velikoj udaljenosti jedan od drugog, pa je njihova toplinska provodljivost čak niža od one u tekućinama.

Savršen izolator je vakuum , jer mu nedostaju čestice za prijenos unutrašnje energije.

U zavisnosti od unutrašnje stanje toplotna provodljivost različitih supstanci (čvrstih, tečnih i gasovitih) je različita.

Toplotna provodljivost ovisi o prirodi prijenosa energije u tvari i nije povezana s kretanjem same tvari u tijelu.

Poznato je da je toplotna provodljivost vode niska, a kada se gornji sloj vode zagreje, donji sloj ostaje hladan. Vazduh provodi toplotu još gore od vode.

Konvekcija - ovo je proces prenosa toplote u kome se energija prenosi mlazovima tečnosti ili gasa.Konvekcija na latinskom znači"miješanje". Konvekcija je odsutna u čvrstim materijama i ne odvija se u vakuumu.

Kovekcija, koja se široko koristi u svakodnevnom životu i tehnologiji, jeste prirodno ili besplatno .

Kada se tekućine ili plinovi miješaju pumpom ili mikserom kako bi se ravnomjerno miješali, naziva se konvekcija prisiljen.

Hladnjak je uređaj koji je ravna metalna posuda cilindričnog oblika, čija je jedna strana crna, a druga sjajna. Unutar njega se nalazi zrak, koji se, kada se zagrije, može proširiti i izaći kroz rupu.

U slučaju kada se toplota sa zagrejanog tela prenosi na hladnjak pomoću toplotnih zraka nevidljivih oku, vrsta prenosa toplote se nazivazračenje ili prijenos topline zračenja

Preuzmi naziva proces pretvaranja energije zračenja u unutrašnju energiju tijela

Radijacija (ili prijenos topline zračenja) - je proces prijenosa energije s jednog tijela na drugo pomoću elektromagnetnih valova.

Što je viša tjelesna temperatura, to je veći intenzitet zračenja. Za prijenos energije zračenjem nije potreban medij: toplotni zraci mogu se širiti i kroz vakuum.

crna površina-najbolji emiter i najbolji apsorber, a slijede grube, bijele i polirane površine.

Dobri apsorberi energije su dobri emiteri, a loši apsorberi su loši emiteri energije.

4. Fiksiranje:(10 min) pitanja za samoispitivanje, zadatke i vježbe

zadaci: 1) Poređenje toplotne provodljivosti metala i stakla, vode i vazduha, 2) Posmatranje konvekcije u stambenom prostoru.

6. Provjera znanja učenika (1 min)

Glavna literatura: Fizika i astronomija 8. razred

Dodatna literatura: N. D. Bystko "Fizika" 1. i 2. dio