...e inmoaie in parafina, cu care se vor acoperi, apoi se introduc in suportii cutieiSe toarna apa fiarta in cutieDupa cateva minute, se constata ca distantele pe tije pe care s-a topit parafina difera in acest fel, se poate realiza o evaluare a conductivitatii termice a materialelor solide.- 2 - CONCLUZIE Conductia nu este identica la toate substanteleNu toate substantele solide sunt bune conducatoare de caldura. Metalele sunt bune conducatoare de caldura pentru ca ele, la temperaturi obisnuite, contin electroni nelegati in atom, electroni care se pot deplasa relativ usor, transportand energie dintr-un loc in altul.Este acelasi fenomen observat de Bron in cazul gazelor si al lichidelor. De data aceasta, putem spune ca avem de a face cu un gaz de electroni .Acesti electroni, in deplasarea lor, vor ajunge in partile mai reci ale metalului, unde isi vor transfera energia electronilor de aici sau retelei atomice.Desi explicatia este simplista, ea evidentiaza trasatura comuna a acestor fenomene, reprezentata de agitatia termica.Lichidele, cu exceptia metalelor in stare topita mercur , sunt slabe conducatoare termice. EMBED Equation.3 Daca EMBED Equation.3 este exprimat in jouli, iar EMBED Equation.3 in secunde, k se exprima in ati.In cazul in care consideram un conductor termic paralelipipedic, de grosime L si sectiune S, ale carui doua fete opuse sunt mentinute la temperaturile T2 si T1, cu T2 T1, se poate arata ca viteza de transfer al caldurii, k, este direct proportionala cu diferenta de temperatura T2 T1 si cu suprafata S a fetelor si invers proportionala cu grosimea L a materialului. Constanta de proportionalitate KT poarta numele de conductivitate termica. EMBED Equation.3 Aceasta constanta este o proprietate de material. Cateva valori ale constantei, pentru diferite tipuri de materiale, sunt date in tabelul urmatorMetalConductivitate termica EMBED Equation.3 GazeConductivitate termica EMBED Equation.3 NemetalConductivitate termica EMBED Equation.3 CupruAurFierPlumb39731479,534,7AerHeliuHidrogenOxi
gen0,02340,1380,1720,0238AzbestSticlaApaLemn0,250,8
40,60,1- 3 - EXPERIMENT Materiale necesareEprubetaCub de gheataApaBec BunsenPlasa de sarmaIntr-o eprubeta cu apa se introduce o bucata de gheata, legata intr-o plasa de sarma, pentru a preveni plutirea acesteia. Se incalzeste la flacara unui arzator parte superioara a eprubetei, pana la fierberea apei. Se constata ca, desi la suprafata apa fierbe, cubul de gheata nu se topeste.Gazele sunt cu mult mai slab conducatoare termice decat lichidele.- 4 -In cazul expermentului cu cubul de gheata s-a evitat plutirea in voie la suprafata a acestuia, prin incalzirea partii inferioare a eprubetei, pentru a inlatura posibilitatea aparitiei altei situatii de transfer al caldurii, si anume convectia.Convectia este transferul de caldura provocat de deplasarea unei portiuni calde a substantei in interiorul acesteia, avand ca efect formarea unor curenti. EXPERIMENT Evidentierea curentilor de convectieMateriale necesareBalon de sticlaApaPermanganat de potasiu cristale Bec BunsenIn balonul de sticla, in care se gaseste apa, se presara permanganat de potasiu. Acesta se va aseza pe fundul vasului. Se incalzeste apa cu un bec Bunsen. Se observa cum cristalele de permanganat de potasiu ramase nedizolvate vor fi purtate de curentii de convectie.Curentii calzi sunt ascendenti iar cei reci sunt descendenti. Acest fenomen se bazeaza pe proprietatea de dilatare a fluidelor in functie de temperatura. Acest lucru va determina o scadere a densitatii lichidului incalzit, urmata de ridicarea lui spre suprafata este ceea ce se intampla fluidului intr-un recipient pus la incalzit .Atat conductia cat si convectia sunt modalitati de transfer al caldurii necesita existenta unui suport material solid, lichid sau gazos. Exista insa si o a treia cale de transmitere a caldurii, ce nu face apel la existenta unui astfel de mediu. - 5 -Aceasta este radiatia. Radiatia este modalitatea prin care Soarele incalzeste Pamantul. - 6 -Cand este o eclipsa de soare, intensitatea lumini si a caldurii scad brusc. Aceasta observatie ne conduce la ideea ca ele se deplaseaza impreuna, cu aceeasi viteza.Toate corpurile radiaza continuu energie, sub forma de unde electromanetice. Portiunea din spectrul radiatiei electromagnetice asociata transferului de caldura este in domeniul radiatiei infrarosii.Prin intemediul acestei radiatii, circa 1340 J de energie patrund pe Pamant, in fiecare secunda, de metru patrat de atmosfera. O parte din aceasata radiatie este reflectata de paturile superioare ale atmosferei inapoi in spatiui, in timp ce o alta atinge suprafata Pamantului. Puterea de emisie a radiatiei infrarosi de catre un corp P este proportionala cu puterea a patra a temperaturii corpului pe scara de temperatura absoluta EMBED Equation.3 Rezultatul expresiei care poarta numele de legea Stefan-Boltzman, se obtine in ati. EMBED Equation.3 este o constanta cu valoarea egala cu EMBED Equation.3 , S este suprafata obiectului emisiv in m2 iae EMBED Equation.3 este o constanta de emisie a carei valoare poate varia intre zero si unu, in functie de proprietatile suprafetei.Corpul nu doar emite radiatie, ci si primeste, de la corpurile din jur, rezultand o putere neta Pnet data de expresia EMBED Equation.3 In cazul in care corpul n-ar primi energie, sub forma de radiatie electromagnetica, de la mediu, el si-ar ceda treptat intreaga energie, racindu-se.La echilibru, ratele de emisie si absortie sunt egale, astfel incat temperatura corpului va ramane constanta.Detectia radiatiei infrarosii se poate face prin conversia radiatiei termice in energie electrica. Acesta este principiul de functionare al unui termocuplu.- 7 - EXPERIMENT Absortia radiatiei termice Materiale necesareDoua foi de cupru identice, colorate una in alb si alta in negru, asezate pe suporturi de lucruDoua bobite de cearaDoua cuieRadiator electricSe aseaza radiatorul electric intre cele doua foi de cupru, fixate in suporturile de lucru, la egala distanta de ele. Pe foile de cupru se fixeaza bobitele de ceara, in care s-a introdus cate un cui. Curand dupa ce incalzitoru...
Download