dale_durranДейл Дюррън

Професор
по атмосферни науки
Асоцииран професор
по приложна математика
Катедра на атмосферни науки
Университета на Вашингтон

Яга Берес

Орининалът: Comparing Heat Transfer by Convection and Conduction

Предназначение:

За да сравните два метода за пренос на топлина в атмосферата: конвекция и кондукция

Оборудване:

Две високи цилиндрични чаши, вода, храна оцветители, 2 салса контейнери, на кратко парче метал верига.

Раното приготвяне:

Веригата за метал се поставя в една салса контейнер. Впоследствие двете салса контейнери са пълни с равни количества вода обагрени от хранителен оцветител и се поставя във фризера, докато водата е замръзнала.

Процедура:

1) две високи чаши, A и Б, са пълни с топла вода (3/4 пълна само).

2) Ледени късове са извадени от контейнерите за салса и внимателно се поставя в най-високи чаши за сладолед с верига в Чаша А; леда без верига в Чаша Б.

 

Какво става?

 

Чаша А
Чаша Б

Непосредствено:

  • Ледът без верига плува близо до повърхността на Чаша Б
  • Ледът с мивки верига до дъното на Чаша А

След няколко минути:

  • В бехерова чаша от студа, оцветена вода остава близо до дъното на чашата, и топла чиста вода остава близо до върха
  • В Чаша Б, за боядисана водата разтопи от леда бързо започва да потъва надолу и по-топла вода от дъното на повишенията на бехеровата чаша, за да го замени

След 30 минути:

  • Ледът е все още до голяма степен нестопено в дъното на Чашата А. Точно над повърхността на леда, има малък слой от оцветена вода. Над това ниво, водата е ясно и много по-топло, отколкото на леда (при температура доста близо до това е начална температура)
  • В Чаша Б, всички ледът се разтопи, и цялата вода в чашата е на постоянна температура и цвят

 

Обяснение:

Топлата вода е по-жизнерадостен от студена вода. От топла вода е под леда и студена вода в Чаша Б, топлата вода се издига, докато потъне студена вода. Това е конвекция в действие!

В Чаша А, от друга страна, на топлото плаващата водата наслагва студената леда. Това е много стабилна конструкция и конвекция не се случи. Топлопренасящо случва само чрез проводимост в този случай.

Заключение:

В течности, такива като вода и въздух, конвекция е много по-ефективен метод за пренос на топлина от проводимост. Тази разлика в ефективността произвежда драматично разликата във времето, необходимо да се стопи леда. Въпреки проводимост е по време на работа и в двата случая, тя прехвърля много по-малко топлина, отколкото конвекция.

Сродни връзки:

Video YouTube

Обратно към началната страница Dale Durran на