Передача энергии
Существуют два различных способа передачи энергии: выполнение определенной работы и передача тепла между объектами.
Выполнение работы
Энергия может передаваться от одного объекта к другому, выполняя определенную работу.
Для выполнения работы требуется, чтобы агент прикладывал определенное количество силы к объекту на протяжение определенного расстояния. Когда работа выполняется, энергия передается от агента к объекту, что приводит к изменению движения объекта (точнее, изменению кинетической энергии этого объекта).
Пример того, как работа передает энергию от одного объекта к другому
Предположим, что человек (агент) оказывает усилие на тачку (на объект), которая первоначально находится в состоянии покоя, заставляя ее двигаться в течение определенного расстояния. Напомним, что работа, выполняемая человеком на тачке, равна произведению силы человека, умноженной на расстояние, пройденное тачкой. Обратите внимание, что, когда на тачку действует сила, меняется ее движение. Кинетическая энергия объекта увеличивается. Но откуда тачка взяла кинетическую энергию? Это исходило от человека, который применил силу, который использовал химическую энергию, хранящуюся в еде, которую он ел, чтобы переместить тачку. Другими словами, когда человек работал с тачкой, он передавал тачке определенное количество химической энергии, заставляя ее двигаться. В результате запас химической энергии человека уменьшается, а кинетическая энергия тачки увеличивается.
Теплопередача
Тепло - это передача энергии от более теплого объекта к более холодному. Например, зажженная спичка (объект с более высокой температурой) будет передавать тепло большой кастрюле, наполненной теплой водой (объект с более низкой температурой). Обратите внимание, что фактическое количество тепловой энергии, которую имеет каждый объект, не имеет значения, так как кастрюля с теплой водой может иметь больше тепловой энергии, чем спичка. Что необходимо для передачи тепла, так это разница температур между двумя объектами. Без этой разницы не может происходить теплопередача.
Тепло может передаваться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.
-
Проводимость — это передача энергии от одной молекулы к другой при прямом контакте. Этот перенос происходит, когда молекулы сталкиваются друг с другом, подобно игре в пул, когда один движущийся шар ударяется о другой, заставляя второй двигаться. Проводимость имеет место в твердых телах, жидкостях и газах, но лучше всего работает в материалах, которые имеют простые молекулы, расположенные близко друг к другу. Например, металл является лучшим проводником, чем дерево или пластик.
Принцип теплопроводности применяется во всех типах нагревателей, но есть нагревательные элементы, в которых он является основным. Это нагреватели контактного типа, такие как плоские миканитовые нагреватели, кольцевые миканитовые нагреватели, сопловые электронагреватели, патронные ТЭНы. -
Конвекция - это движение тепла при помощи вещества, такого как вода или воздух. Вещество (может быть жидкость или газ) перемещается из одного места в другое, передавая вместе с собой тепло. Это движение массы нагретой воды или воздуха называется током.
Нагреватели, в которых преимущественным типом теплопередачи является конвекция, это ТЭНы для воды и воздуха, обогреватели с открытыми спиралями, керамические сухие Тэны, погружные и врезные нагреватели нефтепродуктов. -
Излучение - это передача тепла электромагнитными волнами. Когда вы стоите на солнце, вас согревают электромагнитные волны, в основном инфракрасное излучение (и, в меньшей степени, видимый свет), которые распространяются от Солнца на Землю. Помимо солнца, электрические лампочки, утюги и тостеры также передают тепло посредством излучения. Обратите внимание на то, что, в отличие от теплопроводности или конвекции, для передачи тепла посредством излучения не требуется никаких веществ, чтобы помочь с передачей энергии.
Инфракрасные излучатели – это наиболее яркий пример нагревателей, использующих инфракрасный метод передачи тепловой энергии. Также большое количество излучения вырабатывается греющими спиралями и керамическими нагревателями.
Вы можете обнаружить признаки теплопередачи в разной степени на каждом типе нагревателей или объектов, использующих нагрев. Вы можете увидеть мерцание воздуха над батареей отопления (конвекция), положить руку на теплую ложку, которая стояла в горячей миске с супом (проводимость), или заметить, что солнечный свет ощущается на вашей коже в виде тепла (излучение). Если вам нужны доказательства наличия тепловой энергии или тепла в вашей жизни, просто пощупайте руку. Ваше тело генерирует тепло 24 часа в сутки!
Компания Хитл в России производит электронагреватели, использующие различные методы теплопередачи. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нашими менеджерами по телефону или через форму связи на сайте.
