Questo articolo discute di esempi di trasferimento di calore. Il trasferimento di calore è una branca dell'ingegneria termica che riguarda la generazione, l'uso e lo scambio di energia termica da un sistema all'altro.
Il calore può essere trasferito in molti modi. I metodi più comunemente conosciuti sono conduzione, convezione e radiazione. Questo articolo discute delle diverse modalità di trasferimento del calore e poi discuteremo di esempi di trasferimento di calore che vediamo nella nostra vita quotidiana.
- La nostra pelle si riscalda dopo essere uscita alla luce del sole
- Acqua bollente
- Termometro
- Ci ustioniamo dopo aver toccato la padella calda
- L'acqua diventa calda dopo aver lasciato sotto il sole caldo
- Il cibo si scalda dopo averlo scaldato nel microonde
- Il cibo si raffredda quando viene lasciato nella stanza
- La tazza di tè diventa calda dopo che il tè è stato versato nella tazza
- Il telefono si surriscalda quando la batteria si surriscalda
- Il caricatore del telefono si surriscalda quando i fili all'interno si scaldano
- La TV si surriscalda dopo che la bobina si surriscalda dopo un uso eccessivo
- incendio forestale
- Il ghiaccio si scioglie dopo essere stato immerso in una bevanda calda
- piroscafo
Cos'è il trasferimento di calore?
Come discusso sopra, il calore trasferimento è la branca dell'ingegneria termica che si occupa della generazione di calore, dell'utilizzo del calore e del trasferimento di calore attraverso vari sistemi fisici.
Il calore non ha necessariamente bisogno di un mezzo per essere trasferito da un sistema all'altro. Questi sistemi sono a temperature diverse. Il calore fluirà da un sistema ad alta temperatura a un sistema a temperatura più bassa. Studieremo i suoi tipi nelle sezioni successive di questo articolo.
Crediti immagine: Kmecfiunit, cmglee, Mezzi di trasmissione del calore2, CC BY-SA 4.0
Modalità di trasferimento del calore
Il calore può essere trasferito da un sistema all'altro in molti modi. Alcuni metodi richiedono un mezzo, mentre alcuni metodi come la radiazione non richiedono alcun mezzo per il trasferimento del calore.
I diversi metodi di trasferimento del calore sono riportati di seguito come segue:
- Conduzione – La conduzione è una modalità di trasferimento del calore in cui il calore viene trasferito attraverso i sistemi quando sono in contatto tra loro. Le molecole di questi sistemi vibrano e trasferiscono energia attraverso queste vibrazioni. Le vibrazioni però svaniscono man mano che la distanza aumenta dimostrando che la conduzione è inversamente proporzionale alla lunghezza dei sistemi.
- Convezione – La convezione è il processo di trasferimento del calore con l'aiuto di fluidi in movimento. Quando versiamo acqua calda sul nostro corpo e i nostri muscoli si rilassano, ciò è dovuto alla convezione del calore dall'acqua alla nostra pelle.
- Radiazione – La radiazione è un processo di trasferimento del calore in cui il calore viene trasferito senza l'ausilio di alcun mezzo o contatto fisico tra i sistemi.
Esempi di trasferimento di calore
Il trasferimento di calore avviene quasi ovunque intorno a noi nella vita quotidiana. Gli esempi più comunemente visti di trasferimento di calore sono riportati di seguito:
La nostra pelle si riscalda dopo essere uscita alla luce del sole
Il calore emesso dal Sole viene irradiato verso la Terra. Questo calore irradiato viene assorbito dalla nostra pelle e quindi ci sentiamo caldi quando usciamo alla luce del sole. Le lunghe esposizioni possono anche bruciare la pelle (l'abbronzatura è un esempio).
Il cucchiaio d'acciaio si scalda dopo essere entrato in contatto con il contenitore caldo
Quando il cucchiaio d'acciaio viene tenuto in contatto con un contenitore caldo, il cucchiaio d'acciaio si scalda a causa del trasferimento di calore per conduzione. Poiché il cucchiaio d'acciaio è un buon conduttore di calore, il calore viene facilmente trasferito all'acciaio aumentando la temperatura del cucchiaio d'acciaio.
Acqua bollente
L'acqua viene fatta bollire per convezione e conduzione. Il recipiente all'interno del quale è conservata l'acqua diventa prima caldo. Ciò è dovuto al trasferimento di calore per conduzione. Quindi l'acqua viene riscaldata a causa del trasferimento di calore tra la superficie dell'acqua e il recipiente caldo. L'acqua rimanente diventa calda per convezione.
Termometro
Nel termometro, il livello di Mercurio aumenta quando il calore del corpo viene trasferito ad esso. L'aumento di Mercurio viene utilizzato per determinare la temperatura del nostro corpo.
Ci ustioniamo dopo aver toccato la padella calda
Quando la padella è calda e la tocchiamo, a volte sentiamo caldo o ci ustioniamo le mani. Ciò è dovuto al trasferimento di calore che avviene per conduzione. Il calore della padella calda viene trasferito alla nostra pelle quando entriamo in contatto con la padella.
L'acqua diventa calda dopo aver lasciato sotto il sole caldo
Quando lasciamo l'acqua sotto il sole caldo, il calore irradiato dal sole rende l'acqua calda. Ciò accade perché l'acqua assorbe il calore irradiato che a sua volta la rende calda. Questo è lo stesso motivo per cui sentiamo caldo quando usciamo di casa sotto il caldo torrido.
Il cibo si scalda dopo averlo scaldato nel microonde
Il microonde viene utilizzato per riscaldare il cibo. Il microonde emette onde che rendono il cibo caldo. L'intero processo di trasferimento del calore avviene sotto forma di irraggiamento.
Il cibo si raffredda quando viene lasciato nella stanza
Quando lasciamo il cibo intatto nella nostra stanza, allora il cibo cerca di fare equilibrio termale con l'ambiente circostante che avviene abbassando la temperatura del cibo. Man mano che il cibo si raffredda, si stabilisce l'equilibrio termico. Questo è anche un esempio di trasferimento di calore poiché il calore viene trasferito dal cibo all'ambiente circostante.
La tazza di tè diventa calda dopo che il tè è stato versato nella tazza
Dopo aver versato il tè nella tazza, avviene la conduzione tra lo strato più esterno del tè e la superficie della tazza. In questo modo il calore viene trasferito dal tè alla tazza e la tazza diventa calda.
Il telefono si surriscalda quando la batteria si surriscalda
Quando la batteria si surriscalda a causa del funzionamento più lungo del telefono, anche il telefono si surriscalda. Questo perché la batteria è a contatto con il telefono cellulare. Il calore viene trasferito dalla batteria al telefono con l'aiuto della conduzione.
Il caricatore del telefono si surriscalda quando i fili all'interno si scaldano
I fili all'interno di un adattatore per caricabatterie si surriscaldano a causa della carica eccessiva. Questi fili sono in contatto con l'adattatore dall'interno, in questo modo avviene il trasferimento di calore dovuto alla conduzione e anche l'adattatore diventa caldo.
La TV si surriscalda dopo che la bobina si surriscalda dopo un uso eccessivo
Dopo un uso eccessivo, le bobine all'interno della TV si surriscaldano. La bobina essendo a contatto con l'interno del televisore, rende anche il televisore caldo. Per questo si consiglia di guardare la televisione sotto controllo.
incendio forestale
Quando il calore del sole è molto forte, le foglie secche possono prendere fuoco a causa del calore eccessivo. Questo è un esempio di radiazione trasferimento di calore. È importante notare che anche le radiazioni possono causare incendi!
Il ghiaccio si scioglie dopo essere stato immerso in una bevanda calda
Dopo aver immerso il ghiaccio in una bevanda calda, tra il ghiaccio e la bevanda avviene la convezione che fa aumentare la temperatura del ghiaccio. Ciò provoca lo scioglimento del ghiaccio.
piroscafo
Steamer è un dispositivo che emette vapore. Questo vapore viene utilizzato per eliminare il raffreddore o il trattamento della pelle, ecc calore dal vapore viene trasferito sulla nostra pelle con l'aiuto della convezione. Il vapore porta con sé il calore e lo trasferisce sulla pelle a contatto con essa.
Esempi di trasferimento di calore per irraggiamento
Il trasferimento di calore per irraggiamento non è a contatto fisico di entrambi i sistemi né ha bisogno di un mezzo per trasferire il calore da un sistema all'altro. Vediamo alcuni degli esempi di trasferimento di calore per irraggiamento riportati di seguito-
- Barra di metallo caldo che trasferisce calore all'ambiente circostante – Quando una barra di metallo viene riscaldata, emette calore nell'ambiente circostante, questo trasferimento di calore avviene con l'aiuto dell'irraggiamento. Se mettiamo la mano vicino all'asta di metallo, sentiremo caldo anche senza toccarla.
- Microonde – Il cibo viene riscaldato all'interno di un forno a microonde mediante l'azione del trasferimento di calore per irraggiamento. Le microonde all'interno del microonde riscaldano il cibo con l'aiuto delle radiazioni.
- Radiazione solare UV – La radiazione solare UV è la radiazione emessa dal sole. Questa radiazione può essere utilizzata per generare elettricità utilizzando i pannelli solari. Anche la nostra pelle si scalda per l'azione dei raggi UV. Ciò è dovuto esclusivamente al trasferimento di calore per irraggiamento.
- Emissione di raggi gamma – I raggi gamma sono un tipo di onda em. Queste onde si muovono secondo il principio della radiazione dopo essere state emesse.
- Luce emessa dalla lampada a incandescenza -La luce della lampada a incandescenza è un esempio di radiazione poiché ci sentiamo caldi stando in piedi accanto alla lampada anche senza toccarla.
- Calore che esce dal falò – Il falò è un piccolo fuoco controllato utilizzato per riscaldarci durante la stagione fredda. Il trasferimento di calore avviene con l'aiuto dell'irraggiamento. Non tocchiamo il fuoco del falò ma sentiamo ancora il calore che viene emesso da esso.
- Calore emesso da un radiatore – Un radiatore nel veicolo si surriscalda quando il veicolo ha viaggiato troppo. Il calore emesso dal radiatore può essere sentito da noi. Ciò è dovuto al trasferimento di calore per irraggiamento. Non tocchiamo fisicamente il radiatore ma sentiamo comunque il calore.
Per saperne di più, leggi Coefficiente di trasferimento termico complessivo.
Ciao .... Sono Abhishek Khambhata, ho perseguito B. Tech in ingegneria meccanica. Durante i miei quattro anni di ingegneria, ho progettato e pilotato veicoli aerei senza pilota. Il mio forte è la meccanica dei fluidi e l'ingegneria termica. Il mio progetto del quarto anno era basato sul miglioramento delle prestazioni dei veicoli aerei senza pilota utilizzando la tecnologia solare. Mi piacerebbe entrare in contatto con persone che la pensano allo stesso modo.
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