Tepelná výměna prouděním

Prezentace na téma: "Tepelná výměna prouděním"— Transkript prezentace:

1 Tepelná výměna prouděním
(Učebnice strana 61 – 62) Mezi dvěma tělesy, která se dotýkají, nebo mezi částmi téhož tělesa, které mají různou teplotu, probíhá tepelná výměna vedením. Některé látky jsou dobrými vodiči tepla, jiné jsou tepelnými izolanty. Vzduch i voda jsou špatnými vodiči tepla, přesto se voda v konvici na čaj ohřívá zdola, vzduch v místnosti se ohřívá radiátorem ústředního topení, který je pod oknem místnosti. To znamená, že vzduch i voda se samovolně promíchává. Zahnutou skleněnou trubici naplněnou vodou ponoříme do nádoby s barvivem. V jedné spodní části budeme trubici zahřívat. Po chvíli pozorujeme, že obarvená voda začne stoupat vzhůru, až vyplní celou trubici. Voda při zahřívání zvětšuje svůj objem, tím se zmenšuje její hustota a vztlakovou silou je vytlačována nahoru. Studená voda má v horní části větší hustotu, a proto působením gravitační síly klesá dolů.

2 Ohřátá voda stoupá nahoru a po ochlazení zase klesá dolů
Ohřátá voda stoupá nahoru a po ochlazení zase klesá dolů. Tím se promíchává a ohřívá v celém svém objemu. „Teplá“ kapalina proudí zdola nahoru, proto nazýváme tento způsob přenosu tepla tepelná výměna prouděním. Při tepelné výměně prouděním dochází k pohybu kapaliny. Tepelnou výměnu prouděním využíváme např. při ochlazování kapalin. Do sklenice s limonádou vhodíme kousky ledu. Led má menší hustotu, a proto plove na hladině. Kapalina se v blízkosti ledu ochladí dotykem, tedy tepelnou výměnou vedením. Studená voda má větší hustotu a klesá dolů. Naopak teplá kapalina stoupá ode dna nahoru. Kapalina se tímto promíchává, probíhá tepelná výměna prouděním. I ve vzduchu se šíří teplo prouděním. Zahřátý vzduch nad radiátorem má menší hustotu než studený vzduch. Proto je klesajícím studeným vzduchem vytlačován nahoru. Zahřátý vzduch proudí vzhůru, kde se ochlazuje a klesá zpět dolů. Takto se postupně prouděním zahřeje vzduch v celé místnosti.

3 Na tepelné výměně prouděním je založen i princip teplovodního ústředního topení.
Voda zahřátá v kotli má menší hustotu, a proto stoupá nahoru. Na její místo proudí ze spodní části radiátorů chladnější voda, která už předala část svého tepla na zahřátí místností. Prouděním se pak zahřívá i vzduch v místnosti. V kapalinách a plynech nastává tepelná výměna především prouděním. Při tomto způsobu přenosu tepla stoupají teplejší části kapaliny nebo plynu vzhůru a chladnější klesají dolů. Přenos tepla prouděním je tedy spojen se samovolným promícháváním kapaliny nebo plynu.

4 Tepelná výměna prouděním probíhá i ve volné přírodě
Tepelná výměna prouděním probíhá i ve volné přírodě. Využívají ji větroně i ptáci při „plachtění“. Využívají přitom vzestupných proudů teplého vzduchu ve volné přírodě. Nerovnoměrným zahříváním povrchu Země nastává proudění vzduchu, kterému říkáme vítr. Rozdíly nastávají v zahřívání např. mezi vodní hladinou a pobřežím. Souvisí to s měrnou tepelnou kapacitou vody. Nad zahřátou pevninou je vzduch teplejší než nad vodou, proto stoupá vzhůru. Na jeho místo proudí chladnější vzduch od vody, která se ohřívá pomaleji než pevnina. Vítr vane od vody. V noci se pevnina ochladí rychleji než voda, proto se směr větru obrátí. Teplejší vzduch nad vodou stoupá vzhůru. Otázky a úlohy k opakování – učebnice strana 67.