Класс!ная физика



Конвекция. Центральное отопление. Фен

Конвекция - это перенос энергии струями жидкости или газа.
При конвекции происходит перенос вещества в пространстве.
Объяснить явление конвекции можно тепловым расширением тел и законом Архимеда .
Конвекция невозможна в твёрдых телах.
Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоев жидкости или газа и агрегатного состояния вещества.

Конвекция может быть двух видов:

Естественная конвекция. Например, в лампе для ее возникновения требуется подогрев жидкости снизу (или в другом устройстве - охлаждение сверху).

Принудительная конвекция - это, когда под действием вентиляторов, насосов, движения ложки и т.п., переносятся потоки газа или жидкости.

Красивый опыт с конвекцией жидкости.

Возьмите большую стеклянную банку с широким горлышком и заполните ее чистой холодной водой. В другой небольшой (чтобы проходил через горло большой банки) керамический сосуд налейте очень горячей подкрашенной обычными красками или марганцовкой (зеленкой) воды. Закрыв пальцем горлышко маленького сосуда, опустите его на дно большой банки с водой.
Струйки горячей подкрашенной жидкости, извиваясь, начнут подниматься к поверхности. Вы будете наблюдать явление конвекции в жидкости, когда более легкая горячая жидкости, перемешиваясь с холодной водой, устремится вверх.

Интересно, что в сильные морозы глубокие водоемы не промерзают до дна, и вода внизу имеет температуру +4 градуса Цельсия. Оказывается, что вода при такой температуре имеет наибольшую плотность и опускается на дно. Поэтому дальнейшая конвекция теплой воды наверх становится невозможной и вода более не остывает.

Керосиновая лампа, масляная...

Каково назначение лампового стекла?

Тысячелетия люди обходились без стекла, используя открытый огонь. И только Леонардо да Винчи придумал окружить огонь цилиндрическим экраном, но сначала не стеклянным, а металлическим. Только спустя 300 лет появилась стеклянная колба для лампы. Главная роль стекла усилить яркость пламени, т.е. ускорить процесс горения ( стекло усиливает приток воздуха к пламени и увеличивает тягу). Второстепенная роль - защита пламени от ветра.


ЗАГЛЯНИ НА КНИЖНУЮ ПОЛКУ

1. Поучительная папироса.

2. На лёд или под лёд?
3. Почему дует от закрытого окна?

4. Таинственная вертушка.
5. Вальсирующие куклы.


ДОМАШНИЕ ОПЫТЫ

Проведите исследование конвекционных потоков в одной из комнат своей квартиры. В качестве индикаторов воздушных потоков используйте горящую свечу. Нарисуйте схему движения потоков. Дополните исследование измерением температуры. Если центральное отопление не работает, проведите исследования на кухне до и во время работы плиты.

Приготовьте заранее в холодильнике лед и две чашки, налейте в чашки одинаково горячую воду, закройте их блюдцами. Как быстрее остудить горячую воду в сосуде: ставя его на лед или положив лед на крышку? Фиксируйте остывание воды в обеих чашках с помощью термометров через одинаковые интервалы времени.Составьте отчет.

___

Пронаблюдайте конвекцию в холодной и горячей воде, используя в качестве красителя кристаллы марганцовки, каплю зеленки или любые другие красящие вещества. Сравните характер и скорость конвекции и сделайте выводы.

Из бумаги изготовьте спираль. Подвесьте за центр спираль на нити так, чтобы она могла вращаться. В подвешенном состоянии держите спираль над пламенем свечи, горящей лампочкой или горелкой, соблюдая осторожность. Добейтесь вращения, объясните причины наблюдаемого явления.


ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

В наших домах для поддержания комфортной температуры в холодное время года воздух прогревают батареи центрального отопления.

За счет горячих батарей в помещении наблюдается естественная конвекция воздуха, когда его прогретые слои поднимаются вверх, уступая место более холодным.

Система отопления представляет собой оборудование, предназначенное для получения, переноса и передачи теплоты в обогреваемые помещения. Система отопления включает в себя: теплогенератор, служащий для получения теплоты и передачи ее теплоносителю, системы теплопроводов для транспортировки по ним теплоносителя от теплогенератора к отопительным приборам и
отопительных приборов, передающих теплоту от теплоносителя воздуху в помещении.

Система отопления в наших домах называется центральной. Она предназначена для отопления нескольких помещений от одного теплогенератора (котельная, ТЭЦ). В таких системах теплота с помощью теплоносителя (горячей воды) по теплопроводам (трубам) транспортируется в отдельные помещения здания. При этом через отопительные приборы (радиаторы или, проще говоря, батареи) теплота передается воздуху отапливаемых помещений, а теплоноситель возвращается в тепловой пункт.
Батареи центрального отопления соприкасаются с воздухом, который получает от них теплоту и поднимается, уступая место более холодному воздуху. В результате естественной конвекции нагретые объемы воздуха поднимаются, охладившиеся – опускаются, что обуславливается разностью плотностей холодного и теплого воздуха. Так теплота вместе с воздухом передается от батареи в другие части помещения.


ФЕН

Фен - это современное техническое устройство есть практически в каждом доме. Вентилятор прогоняет воздух через трубу с тонкой длинной нагревательной спиралью. Спираль нагревается проходящим по ней электрическим током. Далее происходит передача тепла от разогретой спирали окружающему её воздуху. Здесь используется явление принудительной вентиляции воздуха и явление теплопередачи.


ЗАДАЧКИ, ЗАДАЧКИ, ЗАДАЧКИ ...

( или хочешь "5" ? )

1. Почему листья осины колеблются в безветренную погоду?

2. Почему оконные стекла начинают замерзать снизу раньше и в большей мере, чем сверху?

3. Почему тонкая полиэтиленовая пленка предохраняет растение от ночного холода?

4. Когда парусным судам удобнее входить в гавань: днем или ночью?





Устали? - Отдыхаем!

Вверх