In dit artikel worden voorbeelden van warmteoverdracht besproken. Warmteoverdracht is een tak van thermische engineering die zich bezighoudt met de opwekking, het gebruik en de uitwisseling van warmte-energie van het ene systeem naar het andere.
Warmte kan op vele manieren worden overgedragen. De meest bekende methoden zijn geleiding, convectie en straling. Dit artikel bespreekt verschillende vormen van warmteoverdracht en daarna bespreken we voorbeelden van warmteoverdracht die we in ons dagelijks leven zien.
- Onze huid wordt warm nadat we in de zon zijn geweest
- Kokend water
- Thermometer
- We verbranden ons na het aanraken van een hete pan
- Water wordt warm na weggaan onder hete zon
- Eten wordt warm nadat het in de magnetron is verwarmd
- Eten wordt koud als het in de kamer wordt achtergelaten
- Theekop wordt heet nadat er thee in is gegoten
- Telefoon wordt heet als de batterij heet wordt
- Telefoonoplader wordt heet als de draden binnenin heet worden
- Tv wordt heet nadat de spoel heet wordt na overmatig gebruik
- bosbrand
- IJs smelt na onderdompeling in een warm drankje
- Stoomboot
Wat is warmteoverdracht?
Zoals hierboven besproken, warmte overdracht is de tak van thermische engineering die zich bezighoudt met de opwekking van warmte, het gebruik van warmte en de overdracht van warmte via verschillende fysieke systemen.
Warmte heeft niet per se een medium nodig om van het ene systeem naar het andere te worden overgebracht. Deze systemen hebben verschillende temperaturen. De warmte zal van een systeem met een hoge temperatuur naar een systeem met een lagere temperatuur stromen. We zullen de typen ervan bestuderen in de latere secties van dit artikel.
Afbeeldingscredits: Kmecfiunit, cmglee, Warmtedoorlatendheid betekent2, CC BY-SA 4.0
Wijzen van warmteoverdracht
De warmte kan op vele manieren van het ene systeem naar het andere worden overgebracht. Sommige methoden hebben een medium nodig, terwijl sommige methoden, zoals straling, geen medium nodig hebben om warmteoverdracht te laten plaatsvinden.
De verschillende methoden van warmteoverdracht worden hieronder als volgt gegeven-
- Geleiding – Geleiding is een vorm van warmteoverdracht waarbij de warmte wordt overgedragen via systemen wanneer deze met elkaar in contact staan. De moleculen van deze systemen trillen en brengen energie over via deze trillingen. De trillingen vervagen echter naarmate de afstand groter wordt, wat bewijst dat geleiding omgekeerd evenredig is met de lengte van de systemen.
- Convectie - Convectie is het proces van warmteoverdracht met behulp van bewegende vloeistoffen. Wanneer we warm water op ons lichaam gieten en onze spieren ontspannen, komt dit door convectie van warmte van water naar onze huid.
- Bestraling – Straling is een proces van warmteoverdracht waarbij de warmte wordt overgedragen zonder de hulp van enig medium of fysiek contact tussen de systemen.
Voorbeelden van warmteoverdracht
Warmteoverdracht vindt in het dagelijks leven bijna overal om ons heen plaats. De meest voorkomende voorbeelden van warmteoverdracht worden hieronder gegeven-
Onze huid wordt warm nadat we in de zon zijn geweest
De warmte die door de zon wordt uitgestraald, wordt naar de aarde uitgestraald. Deze uitgestraalde warmte wordt opgenomen door onze huid en daardoor voelen we ons warm als we naar buiten gaan in de zon. Lange blootstelling kan zelfs de huid verbranden (bruinen is een voorbeeld).
De stalen lepel wordt warm na contact met hete container
Wanneer de stalen lepel in contact wordt gehouden met een hete container, wordt de stalen lepel warm door warmteoverdracht door geleiding. Omdat de stalen lepel warmte goed geleidt, wordt de warmte gemakkelijk overgebracht op staal, waardoor de temperatuur van de stalen lepel hoger wordt.
Kokend water
Het water wordt gekookt door zowel convectie als geleiding. Het vat waarin het water wordt bewaard, wordt eerst heet. Dit komt door warmteoverdracht door geleiding. Vervolgens wordt het water verwarmd als gevolg van warmteoverdracht tussen het wateroppervlak en het hete vat. Het resterende water wordt heet door het convectieproces.
Thermometer
In thermometer stijgt het niveau van Mercurius wanneer de warmte van het lichaam erop wordt overgedragen. De stijging van Mercurius wordt gebruikt om de temperatuur van ons lichaam te bepalen.
We verbranden ons na het aanraken van een hete pan
Als de pan heet is en we raken hem aan, hebben we het soms heet of verbranden we onze handen. Dit komt door warmteoverdracht die plaatsvindt door geleiding. De warmte van de hete pan wordt overgebracht naar onze huid als we contact maken met de pan.
Water wordt warm na weggaan onder hete zon
Wanneer we water onder de hete zon laten staan, maakt de warmte die door de zon wordt uitgestraald het water warm. Dit gebeurt omdat het water de uitgestraalde warmte absorbeert, waardoor het op zijn beurt warm wordt. Dit is dezelfde reden waarom we het warm krijgen als we in de verzengende hitte het huis verlaten.
Eten wordt warm nadat het in de magnetron is verwarmd
Magnetron wordt gebruikt voor het opwarmen van het voedsel. De magnetron zendt golven uit waardoor het eten warm wordt. Dit hele proces van warmteoverdracht vindt plaats in de vorm van straling.
Eten wordt koud als het in de kamer wordt achtergelaten
Als we het eten onaangeroerd in onze kamer laten, dan probeert het eten te maken? thermisch evenwicht met de omgeving wat gebeurt door de temperatuur van voedsel te verlagen. Naarmate het voedsel kouder wordt, ontstaat er een thermisch evenwicht. Dit is ook een voorbeeld van warmteoverdracht, omdat warmte wordt overgedragen van het voedsel naar de omgeving.
Theekop wordt heet nadat er thee in is gegoten
Nadat thee in het kopje is gegoten, vindt geleiding plaats tussen de buitenste laag thee en het oppervlak van het kopje. Op deze manier wordt de warmte overgedragen van thee naar het kopje waardoor het kopje heet wordt.
Telefoon wordt heet als de batterij heet wordt
Wanneer de batterij heet wordt door een langere werking van de telefoon, wordt de telefoon ook heet. Dit komt doordat de batterij in contact staat met de mobiele telefoon. De warmte wordt met behulp van geleiding van de batterij naar de telefoon overgebracht.
Telefoonoplader wordt heet als de draden binnenin heet worden
De draden in een oplaadadapter worden heet door overmatig opladen. Deze draden staan van binnenuit in contact met de adapter, hierdoor vindt warmteoverdracht door geleiding plaats en wordt de adapter op zijn beurt ook heet.
Tv wordt heet nadat de spoel heet wordt na overmatig gebruik
Na overmatig gebruik worden de spoelen in de tv heet. Doordat de spoel in contact staat met de binnenkant van de tv, wordt de tv ook heet. Daarom is het aan te raden om onder controle televisie te kijken.
bosbrand
Wanneer de hitte van de zon erg sterk is, kunnen de droge bladeren door overmatige hitte vlam vatten. Dit is een voorbeeld van straling warmte overdracht. Het is belangrijk op te merken dat straling ook brand kan veroorzaken!
IJs smelt na onderdompeling in een warm drankje
Nadat het ijs in een warme drank is gedompeld, vindt er convectie plaats tussen het ijs en de drank, waardoor de temperatuur van het ijs hoger wordt. Dit resulteert in het smelten van ijs.
Stoomboot
Steamer is een apparaat dat stoom afgeeft. Deze stoom wordt gebruikt voor het wegwerken van verkoudheid of huidbehandeling etc. De warmte van de stoom wordt met behulp van convectie op onze huid overgebracht. De stoom draagt de warmte met zich mee en brengt deze bij contact met de huid over op de huid.
Voorbeelden van warmteoverdracht door straling
Stralingswarmteoverdracht heeft geen fysiek contact tussen beide systemen en er is ook geen medium nodig om de warmte van het ene systeem naar het andere over te dragen. Laten we eens kijken naar enkele van de voorbeelden van stralingswarmteoverdracht die hieronder worden gegeven-
- Heet metalen staaf die warmte overbrengt naar de omgeving – Bij verhitting van een metalen staaf geeft deze warmte af aan de omgeving, deze warmteoverdracht vindt plaats met behulp van straling. Als we onze hand in de buurt van de metalen staaf houden, zullen we het warm voelen, zelfs zonder hem aan te raken.
- Magnetron – Voedsel wordt in een magnetron opgewarmd door warmteoverdracht door straling. De microgolven in de magnetron maken het eten warm met behulp van straling.
- Zonne-UV-straling – Zonne-UV-straling is de straling die door de zon wordt uitgezonden. Deze straling kan worden gebruikt voor het opwekken van elektriciteit met behulp van zonnepanelen. Zelfs onze huid wordt warm door de werking van UV-straling. Dit komt uitsluitend door warmteoverdracht door straling.
- Emissie van gammastraling – Gammastraling is een soort em-golf. Deze golven bewegen zich volgens het stralingsprincipe nadat ze zijn uitgezonden.
- Licht dat wordt uitgestraald door gloeilamp -Licht van een gloeilamp is een voorbeeld van straling, omdat we ons warm voelen terwijl we naast de lamp staan, zelfs zonder deze aan te raken.
- Warmte komt uit vreugdevuur – Bonfire is een klein gecontroleerd vuur dat wordt gebruikt om onszelf warm te maken tijdens koud weer. De warmteoverdracht vindt plaats met behulp van straling. We raken het vuur van een vreugdevuur niet aan, maar voelen nog steeds de warmte die het uitstraalt.
- Warmte afgegeven door een radiator – Een radiator in het voertuig wordt heet als het voertuig te veel heeft gereden. De warmte die uit de radiator komt, is voor ons voelbaar. Dit komt door stralingswarmteoverdracht. We raken de radiator niet fysiek aan, maar voelen wel de warmte.
Lees meer over Algemene warmteoverdrachtscoëfficiënt.
Hallo….Ik ben Abhishek Khambhata, heb B. Tech in Werktuigbouwkunde gevolgd. Gedurende de vier jaar dat ik ingenieur ben, heb ik onbemande luchtvaartuigen ontworpen en gevlogen. Mijn sterke punten zijn vloeistofmechanica en thermische techniek. Mijn vierdejaarsproject was gebaseerd op de prestatieverbetering van onbemande luchtvaartuigen met behulp van zonnetechnologie. Ik wil graag in contact komen met gelijkgestemden.