Теплопроводность, конвекция, излучение
Вставка
- Опубліковано 13 тра 2024
- Рассказ о трёх видах теплопередачи сопровождается простыми, но очень показательными опытами.
Ключевые слова: теплопроводность, конвекция, излучение, термос, сосуд Дьюара, конвективные ячейки Бенара.
Благодарим вас за интерес к нашей работе!
Получить доступ к дополненным материалам и поддержать нас можно в нашем телеграм-канале: t.me/getaclass_channel/525
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Отдадим дань уважения Валериану Ивановичу :) думаю все кто здесь его тоже смотрели :)
До сих пор пересматриваю его видео. Самое увлекательное это его юмор тонкий и чистый. Он был пионером популяризации физики.
Гервидс ? Да. Шикарный был господин. А почему сегодня ?
@@0xREX это олд скул!
@@Dima-Kochetov оу. Это многое объясняет :)
ua-cam.com/video/mW4T0ZaiGno/v-deo.htmlsi=bVfQXEXIGnTaqJeu
Охлаждённый груз не испускал лучей тепла. Вернее испускал их меньше, чем окружающие предметы. На приёмник приходило меньше лучистой энергии, при этом он сам продолжал излучать и охлаждаться.
Спасибо за популяризацию математики, физики и научного подхода. Всем тепла и света.
Лучей холода нет, есть отсутствие лучей тепла (энергии), хороший опыт, провокационный ))
также график построен не от нуля, что визуально сильно преувеличивает вклад охлажденного тела
Здравствуйте, опыт отличный, просто замечательный.
Спасибо вам
Как говорил наш учитель физики Бернат Феридович (погоняло, естественно - БФ):
- В Физике нет понятия "холод", есть понятие "тепло ушло".
Долго мы ему это дело припоминали, особенно зимой, придя в школу с лютого -мороза- "тепло ушло". ))
PS: К чему это я?... Ах, да! Тот предмет, что теплее, излучал через рефлекторы в сторону более холодного и отдавал ему своё тепло.
Ответ правильный, но неполный: он не объясняет, почему тепло не уходит при отсутствии холодного цилиндра.
А дело в том, что уходить-то оно уходит, но если холодного цилиндра нет - то на его месте есть что-то другое. Это другое, скорее всего, комнатной температуры, то есть в свою очередь излучает тепло в сторону приёмника. Получается тепловое равновесие: сколько тепла уходит от приёмника через излучение, столько же и приходит излучением от окружающих тел.
Передача тепла и холода на расстояние - просто мастерски сделанный эксперимент! Снимаю шляпу! Мы пытались такое делать с параболическим антеннами, но эффект получился мизерный. Тут же ну просто красота!
Лучи холода, это как втягивающая сила пылесоса )))
Лучи холода может излучать только Саб Зиро из Мортал Комбат. Это древнее ниндзюцу, недоступное простым смертным физикам🙏🏻
да, тут непонятка. я знаю что холодные тела поглощают, но как они будут это делать через зеркало?
у меня только одна мысль. когда тело комнатной температуры испускает тепло куда-то оно его и получает обратно. а тут испускание в холодный объект который всё поглощает и обратно не отдаёт.
мистика, не иначе))
С этими "втягивающими" силами вечно всё не просто. Только недавно читал, что наконец-то выяснили как будет вращаться S-образная поливалка если её погрузить в воду, а насос пустить в реверс. Оказалось направление зависит и от формы и от силы всасывания насоса и от давления воды. Короче, умозрительно направление вращения было не определить.
Тапк что нет ни какой ситы всасывания. есть просто момент с которым мы позваляем отмосферному давлению загонять воздух в турбину пылесоса?
лучи холода,это как лучи темноты)))
9:24 - сбой в Матрице
Етоо шоб лучче понеле.
Это переизлучение сигнала.
@@boderaner
Два зеркальных параболоида всё-таки дали эффект! Хорошо хоть в бесконечный цикл не ушло)
Блин,они так быстро это исправили на монтаже.... Уже нет... А 10 минут назад было...
Лучей холода не существует, теплоприёмник отдавал своё тепло холодному стальному цилиндру, при этом меньше получал тепла из окружающих предметов.
Всё верно нарушен тепловой баланс
В этот вариант верится больше
Этот холодный кусок поглощал излучение датчика. При этом не отсвечивая в ответ. Получалось, что в некотором не малом диапазоне телесных углов датчик излучение излучал, но ничего в ответ не получал. Итого терял энергию, т.е. температуру. Радиационное охлаждение получилось.
Т.е. они как будто попали в одно замкнутое пространство 10:15
9:20 Миша, давай по новой...
Пересмотри, перечитай. И убедись, что вышел за край...
@@user-sc2qr9mi7vа причем тут Алиса? 🤔🤔🤔
Тема супер, как пояснения .
К слову поэтому шаттл и буран снизу черные, а сверху белые.
Нижняя часть планера контактирует с плазмой и основной способ передачи тепла - теплопроводность. Поэтому выгодно делать плитки черными, чтобы они сбрасывали тепло назад в плазму своим излучением.
А задняя часть планера с плазмой не контактирует - плазама куполом смыкается высоко над планером, а внутри купола чистый вакуум. И основной способ передачи тепла планеру - излучение. Поэтому выгоднее делать плитки белыми, чтобы они принимали как можно меньше излучения, а бОльшую часть излучения отражали назад в плазму
Нет, там просто разные материалы. Один материал белый, другой чёрный. Плитки находятся в плазме малой плотности, поэтому получают энергию излучением. У газов очень низкая теплопроводность, поэтому можно засунуть руку в разогретую духовку и не обжечься. Но если коснуться там твёрдого тела, да ещё с хорошей теплопроводностью, то ожог быстро произойдёт. Чёрный цвет поглощает излучение лучше, чем белый. Поэтому белый был бы выгоднее.
@@Rayvenor материал черных и белых плиток абсолютно одинаковый - кварцевое волокно. Позже для увеличения прочности применяли смесь кварцевого и сапфирового волокна. Этот материал белый как снег.
Отличие черных плиток только в добавлении тонкого покрытия (0.2 мм) из стекла, легированного черным оксидом
@@rainbowhyena1354 вы сами себе противоречие. Вначале пишите что материал одинаковый, а в конце пишете что черный материал другой.
@@Rayvenor Снизу плитки чёрные, потому что сильно нагреваются трением об разреженную плазму, и здесь выгодно иметь чёрный цвет, чтобы интенсивнее отдавать тепло излучением. Сверху плитки не нагреваются так сильно так как находятся в аэротени, поэтому их выгоднее делать белыми чтобы они меньше нагревались излучением плазмы вокруг. Чёрное хорошо как нагревается излучением, так и остывает, а белое, соответственно, хуже и нагревается и охлаждается. Снизу плитки горячие и им лучше охлаждаться хоть как-то, сверху "холодные" (в сравнении с нижними) и им лучше не нагреваться. Если бы было наоборот, сверху чёрные а снизу белые, то нагретые трением белые плитки не так хорошо охлаждались бы излучением и быстрее выгорали бы, а чёрные верхние получали бы слишком много тепла от окружающей плазмы и космонавтам было бы слишком жарко в корабле.
Я никогда не задумывался об излучательной способности чёрных тел... Доказательство настолько простое, что я теперь вообще не понимаю, как и почему это происходит. Очень сильно хотелось бы поподробнее об этом.
Можно привести аналогию с водой и двумя поверхностями - пористой (пусть будет губка) и гладкой (пусть будет закрытая стеклянная банка).
Вода, попадая на губку, легко впитывается (поглощается). Но и обратно из губки легко вытекает, стоит её немного сдавить.
А вот с банкой всё наоборот. Через стенку пустой банки внутрь вода не проходит (отражается), но и наружу вода из банки вода тоже не выливается.
ответ на вопрос:
поскольку любой предмет, температура которого выше абсолютного нуля одновременно поглощает и излучает энергию в виде эл.маг. волн. но энергия излучения зависит от его температуры, то при облучении холодного предмета его поглощение гораздо выше чем излучаемая обратно энергия. соответственно поток энергии от более нагретого тела выше, чем обратный поток энергии от менее нагретого тела, таким образом более нагретое тело будет охлаждаться. в случае же если температура всех тел одинакова и находится в равновесии, то излучаемый и возвращаемый потоки энергии одинаковы и температура тел не меняется.
Только так не бывает, при градиенте температур стермящегося к нулю коэффициент теплопередачи стремиться к аналогичному значению.
А можно все выше сказаное заменить словом энтропия)))
@@TheSly1987
в каком месте пространства вы вычисляете градиент температур в данном опыте? 🤔
поскольку энергия от одного объекта передаётся другому за счёт излучения, то результаты опыта будут справедливы даже если оба этих объекта будут находится в вакууме. соответственно, каждый из объектов имеет какую-то отличную от нуля температуру, а пространство между ними (вакуум) даж в непосредственной близости от объектов будет иметь температуру абсолютного нуля по Кельвину. при этом энергия от одного объекта к другому будет передаваться даж лучше чем в атмосфере, т.к. атмосфера сама частично поглощает и рассеивает энергию излучения.
@@lexlexis5843
"энтропия" несомненно красивое слово и звучит солидно. только как это слово объясняет падение температуры термодатчика при появлении менее нагретого тела "в поле его видимости". 🤔
@@walle-jb7vm А... ну ничего, имелось ввиду что температуры тел не могут выровняться в принципе.
Сначала удивился в жаркую погоду на детской площадке горки из блестящей нержавейки были горячее воздуха. Другой раз удивился когда бытовым вентилятором сделал поддув для лучшего прогорания древесины, вентилятор на дул в костёр на расстоянии начал плавиться. Так что инфракрасному излучению поток воздуха не преграда.
09:23 У меня кажется дэжавю!
Не бывает лучей холода!
Объекты стремятся к тепловому равновесию с окружением. Холодные и горячие тела излучают друг на друга одновременно, но горячие всегда излучают больше холодных (на всех длинах волн больше - спектр горячего полностью накрывает спектр холодного). В итоге температура тел стремится к равновесному значению при котором приток и отток тепла равны.
Наша кожа так и работает - если её температура повышается, то мозг получает сигнал - тепло или горячо (если быстро повышается), а если понижается, то мозг говорит сознанию - холодно или обжигающе холодно. А если лежать на пеноплексе, то он не дает нашему теплу утекать в пол и температура кожи потихоньку растет (и теплоизолятор кажется чуть тёплым), пока не включатся другие механизмы терморегуляции.
Спасибо большое за этот выпуск! Строю каркасные дома, очень познавательно!
Что излучаешь, то и получаешь😉
О, помню этот вопрос у Якова Исидоровича Перельмана в его книге "занимательная физика"
Прекрасный ролик. Его можно использовать на уроке физики по теме Виды теплопередачи.
Немного изменили подачу материала и вот получился фрагмент урока!
Почему-то в курсах общей физики рассматривают обычно только естественную конвекцию и совсем упускают из виду вынужденную, хотя этот подвид не менее, а иногда и более важен.
От этого у многих в голове стереотип, что конвекция - это когда тепло от батареи и форточка.
Отличная демонстрация. Благодарю за труды.
Находясь в ледяной комнате кажется что это стены изучают холод, на самом деле просто мы быстрей отдаём тепло.
Супер , Чётко👍
Чтоб легче понять, почему чёрное тело лучше излучает, можно привести аналогию с водой и двумя поверхностями - пористой (пусть будет губка) и гладкой (пусть будет закрытая стеклянная банка).
Вода, попадая на губку, легко впитывается (поглощается). Но и обратно из губки легко вытекает, стоит её немного сдавить.
А вот с банкой всё наоборот. Через стенку пустой банки внутрь вода не проходит (отражается), но и наружу вода из банки вода тоже не выливается.
Лично мне, очень приятно видеть в комментариях правильный ответ. Всё излучает, даже датчик...
я в шоке, так всё понятно и бесплатно, неужели я стану умным наконец то, спасибо вам большое
Разницы между 2-мя экспериментами с параболоидами нет. В обоих случаях тепло передавалось от тела с большей температурой к телу с меньшей
Кажется, что лучи холода или тепла это не более чем соглашение. Можно заменить температуру на -T, энергию на -E и получить такую же физику. Был бы у нас не абсолютный ноль, а абсолютный предел холода, вместо энтропии как меры беспорядка, была бы мера упорядоченности и т.п, а наблюдения не изменились бы. А еще можно было бы обозвать температурой величинe beta=1/kT, которая часто встречается в формулах: и формулы бы упростились, и абсолютный ноль стал бы недостижимой бесконечностью
Спасибо большое за опыты и заЛипательную физику😊
Merci !
Находясь в железной коробке машинного отделения электровоза, когда за бортом -35 мороз, ступнями и всем телом ощущаешь, как железная коробка быстро вытягивает из тебя тепло. На улице нет таких ощущений.
Оба тела находятся в равновесии, то есть отдают тепло и поглощают в одинаковом количестве.
Когда тело слева нагрели, оно стало испускать тепла больше, чем поглощать. Этот поток теплоты направлен в сторону правого тела, менее нагретого.
Когда тело слева охладили, оно стало меньше излучать тепловой энергии. По сравнению с ним тело справа испускает больше теплоты, так как оно более нагретое. Поэтому поток теплоты направлен в сторону левого тела, менее нагретого.
Дело не в «лучах холода». Дело в разности температур, которое задает направление теплового потока. От горячего к холодному.
Кстати, бывает и наоборот! Магии никакой нет, можете узнать как это возможно, почитав устройство холодильника или теплового насоса :)
Тут бы ещё добавить, что далеко не все физики считают конвекцию способом теплопередачи. Основания здесь такие: теплопередача - это передача тепла от одного объекта другому (либо от одной части объекта другой его части). Конвекция же - это физическое перемещение объекта в пространстве (со всеми присущими этому объекту атрибутами, в том числе температурой). Это как нагреть на кухне на плите кирпич, а потом перенести его в зал и греть на нём ноги сидя у телевизора. Перенос тепла есть, но теплопередачей это назвать сложно. А конвекция по сути - то же самое, только происходит естественным путём за счёт разной плотности холодного и горячего газа или жидкости (при наличии гравитации или ускорения). В советской школе традиционно конвекция считается способом теплопередачи. Возможно это правильно. Но надо понимать, что есть и другой взгляд на это явление, и он тоже правильный.
Самопроизвольно тепло передаётся от более нагретого тела к менее нагретому. Вы сделали радиатор для спутника - подключили к тепловой машине холодильник. Тепловое излучение может иметь и модель "лучей холода" типа проводимости и сопротивления электропроводника, или принятого направления тока от + к - но электроны движутся наоборот.
Вектор теплопередачи меняет знак, называем это "луч холода" если удобней такая модель.
Огромное Вам Спасибо)
Тепловой поток был направлен в другую сторону. Более тёплое тело грело холодное. Кажется, я понял зачем у меня на стене висит серебристый ковёр.))
Офигеть! Тёмный цвет потребляет на целых 60% больше тепла, чем светлый ... Физика - удивительная вещь!
Видимо,поэтому в жарких странах носят белые одежды,чтобы не поглощать тепло,а в северных странах темные вещи,в частности а России
дома +20 градусов. на улице -20 градусов. на сколько процентов на улице холоднее, чем дома?
При повествовании о сосуде Дьюара было сказано, что из объема, расположенного между двумя зеркальными стенками откачен воздух, что устраняет перенос тепла теплопроводностью.
Однако, при любой глубине вакуума в пространстве между стенками остается практически бесчисленное количество молекул азота и кислорода. Интересно, как же их количество влияет на теплопроводность ?
При нормальном атмосферном давлении в 1 литре воздуха насчитывается 27*10^21 молекул.
При понижении давления воздуха в 1000 раз количество молекул уменьшится до 27*10^18, но теплопроводность воздуха при этом практически не изменится. И даже при уменьшении давления в 100 000 раз мы не добьемся снижения теплопроводности воздуха, которая в большом диапазоне не зависит от уровня давления.
Чем же тогда объясняется столь низкая теплопроводность межстеночного пространства сосуда Дьюара ?
Если создать столь глубокое разрежение в сосуде, что длина свободного пробега молекул газа станет равной расстоянию между стенками сосуда, то при дальнейшем понижении давления теплопроводность газа будет убывать пропорционально снижению плотности газа.
Поэтому для понижения теплопроводности воздуха в 100 раз необходимо добиться понижения давления в пространстве между стенками сосуда Дьюара до 10^(-4) мм.рт.ст.
А для гарантии длительного сохранения низкой теплопроводности нужно стремиться к понижению давления до 10^(-5) мм.рт.ст. Такое глубокое разрежение очень трудно поддерживать в замкнутом сосуде в течение длительного времени из-за неизбежных газовыделений из металлических стенок сосуда и из-за ненулевой проницаемости стенок особенно в отношении водорода - самого теплопроводного из газов. Вспомните, как быстро убывают изоляционные свойства обычного бытового термоса.
Но современные мастера криогенных технологий придумали блестящий ход. Они заполняют межстеночное пространство криогенных сосудов мелкопористой изоляцией, добиваясь уменьшения "межстеночных" расстояний до десятых и до сотых долей миллиметра. В этих условиях теплопроводность воздуха становится близкой к нулю даже при умеренном разрежении на уровне 10^(-2) мм.рт.ст.
Жаль, что современные производители термосов не знают о "секретах" криогенщиков.
Мелкопористая теплоизоляции - это аэрогель или что-то другое?
@@sergname Изоляция криогенных емкостей обычно представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из множества чередующихся слоев металлизированной лавсановой пленки и стеклобумаги. Аэрогель также применяется, особенно для емкостей небольшого объема.
какая стоимость будет такого криогенно-технологичного термоса?
может поэтому и не делают. термос должен держать тепло долго, но не обязательно вечно.
@@user-ue2dp6so8g В современном бытовом термосе на этапе его изготовления создается достаточно высокий вакуум для обеспечения низкой теплопроводности межстеночного зазора, которая примерно в десять раз ниже теплопроводности воздуха. Проблема в том, что созданный уровень вакуума невозможно сохранить в течение долгого срока из-за газовыделений материалов, из которых изготовлен термос. Если бы в межстеночном пространстве термоса разместить недорогую экрано-вакуумную изоляцию, то срок, в течение которого термос сохранял бы свои теплоизоляционные качества, измерялся бы десятилетиями.
Спасибо за телепередачу!
Всё так и есть, но, наоборот- лучи тепла передаются от тёплого к холодному, ибо всё относительно )))
Это уже было на Ютубе, холодный предмет поглощал ИК энергию вокруг себя, и не отдавал в зеркало, когда в это время предмет с термометром продолжал излучать ИК энергию, что и повлекло его остывание
Очень актуально сохранить энергию. Прошу вас, создать подробный материал о проточных аккумуляторах. С Уважением, Ваш постоянный зритель...
В обычных условиях приёмник нагревает, я окружающей средой и сам излучает, и о не 0К. Но когда в фокус поместили холодный цилиндр, то поток излучения из среды в одну в сторону уменьшился, а приёмник продолжил всё так же изучать и стал остывать из-за этого
Немного занудства: потоки конвекции в комнате, когда греют батареи, очень сложные. Они как крылья бабочки. Две, а то и три пары циркулиции. Более того, этажи со второго по последний обладают функцией «тёплый полы за счёт соседа снизу» :))
А будет видео о том, как работает излучение? Очень интересно как передаётся тепло без материи (солнце - земля)
Нагреватель старинный, у моих родителей такой же был)
О.... это вы ещё не видели газопроводы, после регуляторов давления газа, вот они умеют впитывать отрицательную энергию и от этого покрываются снежной шубой! А вообще мне как теплотехнику было интересно, спасибо.
Наверно охлажденный предмет забирал львиную долю тепла из воздуха, поэтому второй предмет начал отдавать воздуху свое тепло, т.е. остывать.
Спасибо, что доступно делитесь знаниями! Только, пожалуйста, снимайте видео на современное оборудование.
Зачем? Физика это не девки голые, чтобы их рассматривать
У нас оборудование вполне современное - комплект датчиков и станция PASCO. С ним очень удобно работать. Хорошо бы его обновить, но только уж очень сильно рубль обнищал.
Так Вам шашечки, или ехать?
нам Белецкий все уже рассказал про лучи холода...
Важное уточнение:
Насколько конвекция эффективнее теплопроводности *в воде. Интересно было бы провести аналогичный опыт, но с ртутью и какой-нибудь другой густой жидкостью не на водной основе.
И результаты не так уж и показательны: в нижней части трубки конвекция и теплопроводность условно противоположно направлены, а температура в итоге не меняется. Этому может способствовать как и отсутствие эффективной теплопередачи, так и равнодействующая этих двух способов передачи тепла, из чего бы следовало, что в воде при такой температуре конвекция и теплопроводность примерно равноценны по эффективности.
А вот вам заключительный вопрос, которому, право, я бы рад был увидеть целый посвящённый ролик:
Ситуация 1:
На деревянном столе при комнатной температуре стоит керамическая чашка цилиндрической формы (для простоты примера). В чашку наливают горячую воду. Через 5-10 минут замеряем температуру воды около дна, посередине высоты и около поверхности. Где температура будет выше и почему?
Ситуация 2:
Стол вместе с чашкой перенесли в растопленную баню. Теперь вокруг горячий воздух, а в чашку наливают холодную воду. Опять через 5-10 минут замеряют температуру у дна, в середине и у поверхности чашки. Где температура будет выше и почему?
Подсказка: ответ может быть не самым интуитивным, так что стоит дважды подумать перед тем, как отвечать.
Ну, тут, наверное надо вспомнить, что тепло передается в виде инфракрасного излучения. ,чтобы лучше понять опыт и чтобы люди без физики в голове поняли о чем речь, на последний стенд надо было бы посмотреть тепловизором. С точки зрения инфрареда - замороженное тело это аналог абсолютно черного тела, которое "с удовольствем" поглощает тепло из окружающего пространства, интенсивно повышая свою собственную внутреннюю. Поэтому с той стороны, где стоит замороженный предмет в фокусе рефлектров инфракрасных лучей, там замороженный предмет начнет энергию потреблять, ничего не отдавая в обратную сторону. При этом бедный излучатель будет остывать из-за того, что в окружающем пространстве нет другого источника и ли потока тепловой энергии, который мог бы возместить с той же скоростью быструю потерю энергии нагретого предмета с другой строны. Но когда-нибудь предмет наберет достаточно энергии, чтобы начать сомому выделять высокоэнергетический поток инфоакрасных лучей.... И тогда система придет в равновесие. И все-таки, теплак - это величайшее изобретение человечества, котрое позволяет видеть тепловые сигнатуры вселенной вокруг себя и понимать происходящие процессы. Тепловизоры, кстати, полностью обнулили ценность фотоэлектронных умножителей, используемых в приборах ночного видения. Да сами эти приборы стали во многом не нужны. Тепловизор с хорошим разрешением матрицы "видит" в абсолютной темноте, а вот ПНВ нет. есть хороший обзор современных технологий в переводе Vert Dider канала. Посмотрите, это очень интересно! Авторам сего видео мой респект, снимаю в очередной раз шляпу!
Был где то описан проект холодильного устройства работающего за счет испускания теплового излучения в космос ( технически - просто в безоблачное небо). Примерно та же ситуация, что и в заданном вопросе :)
По лучам холода... Хотелось бы еще посмотреть: 1. Два зеркала vs только правое зеркало - видно разницу? 2. Холодная штука без левого зеркала - видно разницу с тем, что в ролике? Без этого пока не понял, как то, что не излучается, может зеркалом концентрироваться :)
И температуру левого зеркала еще проверить...
За опыт с маслом спасибо, но, процессы нужно исследовать на другом уровне.
Лучи холода - это примерно как лучи тьмы :)
Ну а если серьёзно, холод - это просто менее нагретое тело
Сразу понимаешь, что имеешь дело с конкретно физиком, когда он при демонстрации называет перманганат марганцовкой.
А холодное тело излучает слабее тёплых (пропорционально температуре в четвёртой степени, строго говоря), а поглощает с примерно одинаковой интенсивностью независимо от температуры. В результате наличие холодного тела образует своего рода яму в фоновом тепловом излучении, в которую будет бодро проваливаться энергия окружающих тел в форме тепловых лучей. Вопрос о том, что и в каком направлении передаётся -- это игра слов из серии "в каком направлении течёт электрический ток".
Комментарий про конвекцию. Все, конечно, сказано верно, но здесь снова тиражируется "школьное" представление о том, что конвекция - это обязательно следствие всплывания разогретого вещества в поле тяжести. Однако, это лишь частный случай. На самом деле, конвекция - это перенос тепла вследствие переноса вещества, а из-за чего происходит перенос вещества - это уже детали. Например, если нагревать воду в верхней части сосуда, но перемешивать её так, чтобы сверху вода шла вниз, это тоже будет конвекцией. Нагреватели со встроенным вентилятором неслучайно называются конвекторами, и они способны создать поток тепла в любом направлении, не обязательно в вертикальном. Наконец, металл хорошо проводит тепло оттого, что у него есть подвижные электроны, и в этом смысле это тоже процесс конвекции, но на микроуровне. То есть, явление конвекции много шире того, что нам показали.
в этот раз мы созательно делали школьный ролик для 8 класса.
@@schetnikov Проблема в том, что о конвекции после 8 класса вообще не говорят, даже на общей в физике в ВУЗе толком не говорят. Говорят на теорфизе, когда уравнение Больцмана возникает, ну и на спецкурсах, кому повезет. Поэтому и называет основная масса людей конвектор просторечным словом "дуйка".
т.е. выходит что диэлектрики на порядок хуже проводят тепло чем проводники эл. тока?
@@mfgdsngnlunalux5688 Да, диэлектрики проводят тепло хуже, чем проводники.
@@mfgdsngnlunalux5688 Да
Интересно вот что, тема вечных двигателей, планета летает вокруг звёзды, ее недра нагреваются за счёт приливных сил, останавливает ли эти планету на орбите или нет
Любое излучение имеет температуру, как и любой предмет. Просто более длинные волны фотонов от излучателя охладили приёмник.
Теплоприёмник в данном случае не получал "обычные" теплолучи извне со стороны холодного тела, которые излучает (и принимает) каждое тело (как в случае с белой и чёрной ладьями), а излучать продолжал "в штатном режиме". Вот и понизилась его температура.
А что бы сфокусировать лучи холода, нужны линзы из льда!
Поставьте уже наконец вменяемый опыт и замерьте температуру во всех случаях.
Одно зеркало с датчиком.
На втором зеркале:
1) ничего нет
2) опытное тело/предмет без воздействий на него - комнатной температуры
3) нагретое опытное тело
4) охлажденное опытное тело
Опытное тело должно быть одинаковых габаритов (чтобы площадь поверхности была одинаковой) и располагаться в одной и той же точке.
хотелось бы более подробно услышать о том как именно свет передаёт тепло. кто за это отвечает электроны или ещё кто.
Само собой это лучи холода! Теперь надо научится управлять их мощностью и можно точечно замораживать все что угодно))
и сделаем Саб-зиро? Настоящего?
Отражатель холодного "излучателя " закрывает собой часть окружающего пространства, поэтому "приёмник" стал меньше получать окружающего тепла, а "излучатель" получил излучаемое тепло "приёмника"... "Холодные" лучи со знаком минус...😂
У вас неправда на 10:39. Изображение описывает только одну из множества возможных ситуаций: обе ладьи не нагреваются, а уже нагреты (каждая до своей равновесной температуры) коротковолновым(!) ИК-излучением, которое даёт Солнце или электрическая дуга. При нагреве от бытовых источников ИК-излучения (батарея отопления, нихромовая спираль, костёр и т. д.) все четыре стрелки должны быть примерно одинакового размера. Просто проведите эксперимент. Я проводил, много. Например, нагревал кусочки чёрной и белой ткани на снегу днём, солнечным светом (разница огромна), и ночью, ИК-обогревателем (разница не существенна). А также, красил бока чайника сажей и белой краской и смотрел, как какая поверхность излучает (почти одинаково). Заворачивал свежесваренные яйца в 1 слой чёрной и белой ткани и наблюдал, какое быстрее остынет на морозе (одинаково, если не мешает свет Солнца).
С банкой и марганцовкой пример не слишком правильный. Там ещё есть градиент концентрации, что в данном случае может быть дальше большей движущей силой, чем градиент температуры
9:21 день сурка
В общем, прикол в том, что до помещения под отражатель холодного цилиндра, металл, находящийся в фокусах отражателей имел температуру выше окружающей среды.
Потому, что отражатели облучали друг друга и все это излучение шло к фокусу отражателя. А когда в один фокус поместили цилиндр холодного металла, излучение от этого отражателя стало меньше. В результате чего охладился и металл во втором фокусе.
насчёт температуры авше окружающей среды - это вы зря. температура была 26 градусов, как в комнате. И если в комнате установилось тепловое равновесие, температура всех предметов и воздуха будет одинаковой.
@@schetnikov Если металл в фокусе приемника изначально имел температуру как в комнате, то у меня тогда только одно объяснение остается -- охлаждение шло просто за счет конвекции...
@@user-iq8ox6wf8m 26.2 гр. слишком низкая температура чтобы ИК лучи взаимодействовали с холодным стальным цилиндром. Тепловое излучение рассеивается в воздухе при таких температурах. Для эксперимента нужно было повесить термометр между излучателями. Получается так что холодный предмет охлаждает воздух, а более холодный воздух понижает температуру приемника. На сколько мне известно для расчета теплового излучения радиаторов всегда берется разница температур радиатора и окружающего воздуха, а не окружающих предметов. Но и температура радиатора повыше 60-90 градусов
А в темноте цвет влияет на скорость охлаждения? Если мы нагрели два абсолютно одинаковых предмета, но один покрашен белой краской, а другой черной, в темноте который скорее остынет?
Без разницы. Опыт с нагревом пластинок тоже можно было делаать и в темноте.
Ну тогда уж про закон Кирхгофа рассказали в кратце,раз темное тело отдает больше,чем светлое.
И если батареи красить в темный,то и нагрев помещения будет быстрее.
Только вопрос, батареи это радиаторы,а не конвекторы. Если их вешать под потолком (опустим эстетику),то будет ли хуже нагрев помещения, ведь они так же излучают что у пола,что у потолка
Расскажите про сверх охлаждённый гелий, в нём тепло передаётся не конвекцией, а волновой функцией.
Пишут, что теплопроводность в сверхтекучем гелии осуществляется через своего рода конвекцию: нормальная компонента образуется на нагревателе и распространяется в сторону холодильника, а сверхтекучая компонента образуется на холодильнике и распространяется в сторону нагревателя. Несколько такое описание верно, не берусь судить: я не специалист в этой области.
Т.е. тепло сверх охлажденного гелия может туннелировать через стенку термоса???
Друзья, подскажите. Лучи света состоят из фотонов, а из чего состоят лучи тепла?
Это не лучи холода. Это тоже самое излучение просто оно теперь переносит тепло в другую стороны. Потому и остыл приёмник.
Спасибо! Излучение какой длины волны безопасно для человека? Как это соотносится с нагревом излучающего тела? В частности, температура печи-камина на стенках 250-300 градусов, насколько это безопасно для человека? Как сильно теряется мощность излучения от расстояния?
Обычный белый свет находится в термодинамическом равновесии с телом, нагретым до тысяч градусов. Посмотрите цветовую температуру светодиодныхламп,продаваемыхв маазине- это онои есть. Лампы излучают так же, как тело, нагретое до этой температуры. Опасные длины волн начинются от ультрафиолета и короче. 250-300 градусов- ни о какой опасности речи быть не может, разве что довести их интенсивность до такой величины, когда они вызовут уже тепловой ожог, но это зависит не от длины волны, а от поглощённой мощности на единице поверхности кожи.
А мне всегда было интересно, вот возьмем алюминиевый радиатор. Чистый, не крашенный.
Сколько эффективности мы теряем за счет теплопроводности, покрывая его слоем черной краски, и сколько приобретаем за счет излучения?
Если обдув радиатора принудительный - однозначно, красить не нужно. В этом случае теплоотдача излучением мизерная (по сравнению с общей теплоотдачей), и краска только мешает. Если же охлаждение за счёт естественной конвекции, то всё не так однозначно. Зависит от конструкции радиатора (шага пластин или штырей, их длины и сечения), его расположения. В каких-то случаях красить полезно, в каких-то вредно (имеется ввиду именно покраска эмалью, если применять чернение анодированием, то это практически всегда повышает эффективность). Тут следует отметить, что для массового производства покраска или анодирование обходятся дороговато, обычно дешевле просто немного увеличить размер радиатора. Учтите, что эффективность излучения многопластинчатого радиатора обычно значительно (часто в десятки раз) ниже, чем эффективность отдачи тепла теплопроводностью, в основном потому, что параллельные пластины сколько тепла излучают, почти столько же и поглощают от соседних пластин, то есть, эффективная площадь излучения радиатора (это та площадь, с которой излучение уходит в окружающую среду) во много раз меньше, чем реальная площадь пластин (а теплопроводность "сдувает" тепло именно с реальной площади пластин). Поэтому для таких радиаторов обычно нет смысла заморачиваться с излучением.
@@user-gv3yl5dq8e Что я точно заметил, на примере утепленной лоджии, так это то, что излучение - сильно недооценивают. Если радиатор (стандартный, белый) заслонен, например, креслом, то в целом на лоджии тепло за счет конвекции. Но вот пол будет леденящим. Если кресло убрать - пол тоже подогревается до приемлемых значений.
Температура помещения, улицы и радиатора в обоих случаях одинаковые.
@@user-gv3yl5dq8e И да, я говорил про покрытие эмалью. В домашних условиях анодирование не сделать.
Про лучи холода рассказывал Сальвадор Дали из НИЯУ МИФИ 🤓🤓🤓Но поскольку он испанец, то я осмелюсь перевести текст его повествования на русский.
Когда оба предмета, имеющие одинаковую температуру (и желательно равную температуре окружающих предметов и окружающего воздуха), то никаких температурных контрастов между ними не возникает. Соответственно не возникает потребности в переносе энергии, как в виде поглощения, так и в виде излучения. Однако стоит одному из этих предметов изменить свою температуру (что в плюс, что в минус), как тут же в игру вступает *закон сохранения энергии* - в результате чего более холодный предмет начинает принимать тепло от всех более тёплых предметов. Но поскольку второй предмет связан с первым через систему рефлекторов, то по принципу наименьшего сопротивления более холодный предмет в первую очередь станет отбирать тепло у того предмета, что будет находиться в фокусе соседнего рефлектора.
ЗЫ
Забавно, но факт. В опыте на 11:34 показан тот же эффект. Ведь если принять (условно), что нагретая болванка обладает естественной температурой, то по отношению к ней сам термодатчик будет выполнять роль охлаждённого предмета!!! Но закон сохранения энергии от этого никуда не исчезает. Ведь если обеспечить закрытое пространство с низкими внешними теплопотерями, то очень быстро и термодатчик, и все остальные предметы в этом пространстве выравняют свою температуру как за счёт излучения, так и за счёт двух других способов теплопереноса.
Возможно ли лучи например от солнца сфокусировать в точьку и температура в ней поднялась до температуры выше чем на повехности солнца ? Кажется что да, но законы физики говорят что не возможо.
Какой способ передачи более эффективный : конвекция или излучение?
вспомнил ещё пару способов передачи тепла, один из них даж присутствует в естественных условиях.
1) передача тепла при фазовом переходе вещества. т.е. излишки тепла могут отводится за счёт испарения вещества, правда при этом перемещается не только тепло, но и само вещество, собственно как и при конвекции. в естественных условиях это испарение воды с поверхности мирового океана и последующая конденсация и кристаллизация в атмосфере (т.е. двойной фазовый переход). в быту и технике это холодильные (морозильные) установки, термотрубки радиаторов (кулеров) и др.
2) перенос тепла за счёт работы совершаемой эл. током. элементы Пельтье. в естественной природе вроде как не встречается...🤔
Ну, не совсем эффект пельтье, но вот, например, в ядрах планет конвекция внутри жидкого ядра вызывает электростатическое вихревое поле, собственно магнитное поле земли как раз обеспечивается подобным эффектом. Можно ли говорить о том, что тем самым мы обеспечиваем понижение теплопереноса(излучения) от солнца?
@@user-jv4px2lc9s
ни чего не знаю про ядра в недрах...
но, "электростатическое вихревое поле" - это интересно... 😃
как статическое может быть вихревым? это два взаимоисключающих термина.
@@walle-jb7vm как и любое другое явление, которое можно рассмотреть в статике или приближении к этой модели. Не уверен что сейчас есть доказанная теория магнитогидродинамического динамо чтобы спорить об этом.
Это не способы передачи тепла, это способы его генерации/хранения и т.п.
Способов три: теплопроводность (микроуровень, хаотическое движение частиц), конвекция (макроуровень, направленное движение объемов вещества порядка числа Авогадро) и излучение (передача тепла электромагнитными волнами со скоростью света).
@@padla87
нет - так нет, не нравится, не берите...
если совместить "микроуровень" и разогнать молекулы жидкости до такой степени, что они начнут покидать жидкость, а потом за счёт сил Архимеда и/или на восходящем потоке газа начнут подниматься вверх получится "макроуровень". в итоге: микромакроуровень 🤣😂🤣
центральное отопление тож конвекция, но принудительная... 😛
Термос - это прибор с самым мощным искусственным интеллектом. Нальёшь в него горячий чай - он держит его горячим, нальёшь холодную воду - держит холодной. Вот откуда он знает, как надо? o_O
А откуда таблетка обезбола знает где болит?
@@AntonYourich Ну как, как. Вы рекламу видели? "Находит источник боли и бьёт прямо в цель". Умная таблетка. Но термос, всё же, умнее.
@@finemechanic согласен,при должном усилии термос обезболивает сильнее
А вот ещё пирожное эклер: с какой стороны ни укусишь, - обязательно с противоположной полезет крем. ВЕДЬ УМЕЮТ ЖЕ ДЕЛАТЬ, КОГДА ЗАХОТЯТ!
@@nickolaymerkin248 Зеркало еще умнее ОНО ВИДИТ ЧТО В КОМНАТЕ И ОТОБРАЖАЕТ КАК ЭКРАН ТЕЛЕФОНА. Вот это технологии
почему в ячейках бинара вещество выходит на поверхность в точках, а уходит с поверхности по линиям - периметрам ячеек? может ли быть наоборот?
2:31 о да, закладывать в стены горючий утеплитель - это верх слабоумия и отваги ))
На последний опыт взгляните через термокамеру )
Линза собирает в точку ,,лучи,, энергии. А что за лучевым конусом ? Если конус концентрирует энергию, то за конусом похолодание?
Процесс происходил иначе. И, мне кажется, у вас на канале есть соответствующее видео. Тепло от более нагретого тела передавалось менее нагретому за счет излучения.
Материал типа пенопласта или пробки плохо проводит тепло не просто потому, что в порах воздух, а потому, что в порах вакуум. Это утверждение кажется контринтуитивным и даже на первый взгляд неверным: давление-то в порах атмосферное. На самом деле вакуум (технический) определяется так: это такое состояние газа, в котором можно пренебречь столкновениями молекулами газа между собой и рассматривать только столкновение молекул между стенками сосуда. Пóра в пенопласте как раз и является таким сосудом. Её размеры настолько малы, что молекулы воздуха не успевают столкнуться между собой. А вот в термосе уже приходится воздух откачивать.
как вы думаете, какова длина свободного пробега молекул в воздухе?
А почему тогда пенопласт проводит тепло лучше вакуума?
@@AlexeySivokhin очевидно, пластик, из которого состоят стенки пор, сам по себе проводит
@@schetnikov порядка 0,2 мкм - вполне себе приемлемый размер для поры.
@@pavelsirh8815 Поры меньше длины волны видимого света?) Поразительно что их на срезе как правило хорошо видно)
Не пробовали с помощью закона Паскаля создать механизм долго перемещающий жидкость из целиндра в цилиндр, я записал свой вариант, если дадите оценку жизнеспособности моих мыслей буду благодарен
А поясните мне, пожалуйста, следующее:
есть такое чудо (в которое, я не сильно верю), это инфракрасные тёплые полы. Некая плёнка с нагревающимися металлическими дорожками. И располагается она под ламинат.
И какова её эффективность, если (как я понимаю):
- теплопроводность дерева (ламинат) не сильно хорошая;
- конвекция в твёрдом теле ламината никакая;
- инфракрасное излучение через непрозрачный ламинат с трудом проходит.
Где в этом списке самый главный фактор передачи тепла? Ну и как участвуют остальные.
Спасибо.
Теплопроводности дерева (и ламината) хватает для нагрева помещения. Снизу под элементами - отражающая подложка. Поэтому всё тепло идёт только вверх.
Комната будет нагреваться эффективно и ногам приятно. Выгоднее может быть тёплый пол с жидким теплоносителем, нагреваемый тепловым насосом. Из минусов - при тёплых полах меньше циркуляция воздуха, чем от горячей батареи. Поэтому надо продумывать и вентиляцию вместе с обогревом.
@@sergname так, а как, по факту, тепло переносится от тех самых "инфракрасных" тёплых полов? Просто прогревается насквозь деревянная основа ламината, которая потом с поверхности греет воздух? Я продолжаю видеть, что прогрев полов ниже деревянного покрытия, низкоэффективна. Помощь может оказать только толща теплоизоляции и "экран" под нагревательными элементами, что не всегда реализуется.
Добрый день. Может происходит конвекция
Отраженное тепло охлаждалось гузом?
Лучей холода не существует,холод это отсутствие тепла,холодное тело поглощает тепло от теплых тел,рефлектор увеличивает теплопередачу
Ещё добавлю интересное наблюдение, когда нагреватель нагревает воздух он становится меньее плотным. Но похоже что когда температура доходить примерно к 1000 градусам плотность воздуха увеличивается. (немогу это проверить, но это слышно гудит как самолёт ) разъясните это пожалуйста .
Прежде чем объяснять явление, нужно убедиться в его существовании. Как вы по гудению поняли, что плотность увеличивается?
Все знают, что горячий воздух/вода поднимается вверх и все вроде как логично, ведь он менее плотный.
Но температура это скорость движения молекул. И если опуститься до уровня молекул. Почему молекулы имеющие бОльшую скорость легче, чем молекулы имеющие меньшую скорость? Тут логика уже не кажется такой очевидной. И мне сейчас непонятно.
Представьте молекулы холодного воздуха, как бильярдные шары, лежащие компактно в центре стола. А потом добавьте туда "тепловой энергии" через сильный удар. И смотрите какая будет плотность молекул. Заодно увидите и давление на стенки, которое создают молекулы тёплого газа.
Сказать что есть лучи холода - всё равно что сказать что есть лучи темноты. Перенос тепла идёт по градиенту температуры; во втором случае: от термодатчика к цилиндру.
Чёрную дыру нельзя считать лучами холода и темноты?
Лучи темноты, кстати, есть. Они состоят из антифотонов.
Это как тугая струя вакуума...
@@ProcXelA Учитывая что фотон - сам своя античастица, этак любой свет можно по вашему считать лучами темноты...
:)
Актуально
См. толковый словарь. Слово русское!