Предметний сайт
ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №7
м.Кременчука Полтавської області
та енергоменеджменту
Хайчіна Ю.М.
Тепло - це енергія, яка переходить від одного джерела до іншого, якщо їхня температура відрізняється.
Теплова енергія - енергія невпорядкованого (хаотичного) руху і взаємодії молекул речовин. Теплова енергія, що отримується найчастіше при спалюванні різних видів палива, широко застосовується для опалення, проведення численних технологічних процесів (нагрівання, плавлення, сушіння, випарювання, перегонки і т.д.).
Теплова енергія може виділятися завдяки реакціям:
-
хімічним реакціям (горіння);
-
ядерним реакціям (ядерний розпад і синтез);
-
механічним взаємодіям (тертя).
Передача тепла відбувається трьома шляхами:
1. Теплопровідність - передача тепла через масу матеріалу. Теплопровідність виникає, коли енергія безпосередньо переходить від одного предмета до іншого. Якщо ви розмішуєте суп у каструлі на плиті металевою ложкою, то ложка нагріється. Тепло передається з більш гарячої зони (супу) до більш холодної (ложки). Метали - відмінні провідники теплової енергії, деревина та пластик - ні. Такі «погані» теплопровідники називаються ізоляторами. Саме тому сковорідка, зазвичай, зроблена з металу, тоді як ручка - із деревини чи пластику.
2. Конвекція - це передача тепла шляхом руху молекул у рідинах та газах. Шляхом конвекції гази та рідини рухаються з холодної зони до більш теплої. Наприклад, якщо каструля для супу зроблена зі скла, то ми зможемо побачити рух конвекційних потоків. Гарячіший суп рухається з нижньої зони, що підігрівається, наверх, де холодніше. Більш холодний суп рухається, щоб зайняти місце гарячого. Цей рух має круговий характер.
3. Радіація- це передача тепла через електромагнітні хвилі. Усі об'єкти з температурою випромінюють тепло. Радіації не потрібна ніяка матеріальна основа для його передачі. Радіацію випромінюють багато різних джерел. Радіація може поглинатися й відбиватися. Ці параметри залежать від характеристики матеріалів, особливо від кольору та типу поверхні.
Характер і якість передачі тепла будуть залежати від різних параметрів кожного зі шляхів передачі: рівня температури, характеристики матеріалів, вітру тощо.
Як змінилося життя наших предків з відкриттям явища горіння?
Найпершим джерелом теплової і світлової енергії, яке людина поставила собі на службу, були дрова для печерного багаття. Коли первісні люди відкрили для себе вогонь, це стало революцією в їхньому житті. Опанувавши вогонь, люди навчилися варити і смажити їжу, знищуючи хвороботворні бактерії та паразитів, що містилися в ній. Вони могли відлякувати диких тварин, зігріватися, виготовляти прості металеві знаряддя праці й зброю для полювання. Спалюючи суху траву, робили землю більш придатною для вирощування рослин. Контрольоване використання вогню було першим способом отримання енергії.
Хімія тепла. При горінні відбуваються хімічні реакції окислення. Найпоширенішою і широко використовуваної, з давніх часів і до наших днів, є реакція окислення вуглецю С+О2=СО2+теплота.
Вуглець, що входить до складу будь-якого органічного палива (вугілля, дерево, нафта, газ), взаємодіючи з киснем атмосфери, утворює вуглекислий газ і виділяється теплова енергія.
Фізика тепла. Кожне фізичне тіло складається з атомів або молекул, в рідинах і газах вони хаотично рухаються, чим вище швидкість руху, тим більшою тепловою енергією володіє тіло. У твердому тілі рухливість молекул або атомів значно нижче, ніж в рідині, а тим більше в газі, молекули твердого тіла тільки коливаються щодо деякого середнього положення, чим сильніше ці коливання тим більшою тепловою енергією володіє тіло. Нагріваючи тіло (надаючи йому теплову енергію), ми як би розгойдуємо його молекули й атоми. При досить сильному «розгойдуванні» можна вибити молекули зі свого місця і змусити хаотично рухатися. Цей процес плавлення спостерігав кожен, нагріваючи в руці шматочок льоду. Продовжуючи нагрів ми ніби розганяємо молекули, що рухаються, при достатньому розгоні молекула може вийти за переділи тіла. Чим більше нагрів, тим більше молекул можуть покинути тіло, зрештою, передавши тілу достатню кількість теплової енергії можна перетворити його на газ. Такий процес випаровування протікає при кипінні води.
З точку зору енергоефективності, теплова енергія - це товарна продукція, призначена для купівлі-продажу, що виробляється на об'єктах сфери теплопостачання для опалення, підігріву води, інших господарських і технологічних потреб споживачів.
