Какой вид теплопередачи осуществляется переносом вещества. Теплопередача - это что такое? Виды, способы, расчет теплопередачи
Теплообмен между двумя средами происходит через разделяющую их твердую стенку или через поверхность раздела между ними.
Теплота способна переходить только от тела с более высокой температурой к телу менее нагретому.
Теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене.
Теплопроводность
Теплопроводность - это вид теплопередачи, при котором происходит непосредственная пе¬редача энергии от частиц (молекул, атомов) более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части.
Теплопроводность не сопровождается переносом вещества! Следует помнить, что при теплопроводности само вещество не перемещается вдоль тела, пере¬носится лишь энергия.
Теплопроводность различных веществ разная.
Можно провести следующий опыт – взят стакан с горячей водой и положить туда ложки из различных матераиалов (алюминиевую, мельхиоровую, стальную, деревянную и пластмассовую) Через 3 минуты посмотреть, одинаково ли нагрелись ложки?? Проанализируйте результат
Из таблицы видно, что металлы обладают самой высокой теплопроводностью, причем у разных металлов теплопроводность отличается.
Жидкости обладают меньшей теплопроводностью, чем твердые тела, а газы меньшей, чем жидкости.
Рассмотрим опыт с теплопроводностью жидкостей. Если в бочку с водой опустить на дно лед, а верхний слой воды нагревать кипятильником. То вода у поверхности скоро закипит, а лед внизу не растает. Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.
Плохой теплопроводностью обладают также воло¬сы, перья, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность - это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.
Металлы - твердые тела - жидкости - газы
Ослабление теплопроводности
Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применя¬ют вещества с малой теплопроводностью. Так, ручки у кранов на батарее делают из пластмассы, также из аналогичного сплава делают ручки для кастрюль. Дома строят из бревен или пористого кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а зна¬чит, предохраняют помещения от охлаждения.
В настоящее время во многих регионах здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту Сваи делают из прочного твердого материала, а внутри они заполнены керосином. Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.
по теме «Виды теплопередачи».
І-вариант.
№ 1. На каком из способов теплопередачи основано нагревание твердых тел?
№ 2. Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
№ 3. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наибольшую теплопроводность?
А. Мех. Б. Дерево. В. Сталь.
№ 4. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наименьшую теплопроводность?
А. Опилки. Б. Свинец. В. Медь.
№ 5. В какой кастрюле находящаяся в ней жидкость охладится быстрее?
А. 1.
Б. 2.
В. Жидкость охладится быстрее, если положить
лед сбоку.
№ 6. Назовите возможный способ теплопередачи между телами, разделенными безвоздушным
пространством.
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
8 класс. Самостоятельная работа
по теме «Виды теплопередачи».
ІІ-вариант.
№ 1. Каким из способов происходит теплопередача в жидкостях?
А. Теплопроводность. Б. Конвекция. В. Излучение.
№ 2. Какие виды теплопередачи не сопровождаются переносом вещества?
А. Конвекция и теплопроводность. Б. Излучение и конвекция. В. Теплопроводность и излучение.
№ 3. Какое из перечисленных ниже веществ обладает наименьшей теплопроводностью?
А. Воздух. Б. Чугун. В. Алюминий.
№ 4. Какое из перечисленных ниже веществ обладает хорошей теплопроводностью?
А. Солома. Б. Вата. В. Железо.
№ 5. В каком чайнике кипяток остынет быстрее?
А. 1.
Б. 2.
№ 6. В каких случаях теплопередача может происходить путем конвекции?
А. В песке. Б. В воздухе. В. В камне.
№ 7. Металлическая ручка будет казаться на ощупь холоднее деревянной двери при температуре …
№ 7. Металлическая ручка и деревянная дверь будут казаться на ощупь одинаково нагретыми при
температуре …
А. выше температуры тела. Б. ниже температуры тела. В. равной температуре тела.
№ 8. В каком направлении в атмосфере перемещается воздух в жаркий летний день (см. рис.)?
А. ABCD .
Б. ADCB .
№ 9. Что происходит с температурой тела, если оно поглощает столько же энергии, сколько излучает?
№ 10. Какой из стаканов при наливании кипятка с большей вероятностью останется цел?
А. 1.
Б. 2.
№ 8. Верхнюю часть пробирки со льдом поместили в пламя. Расплавится ли лед в нижней части
пробирки?
А. Расплавится.
Б. Не расплавится.
№ 9. Что происходит с температурой тела, если оно больше поглощает энергии, чем излучает?
А. Тело нагревается. Б. Тело охлаждается. В. Температура тела не меняется.
№ 10. При сравнении теплопроводности металлов для опыта были выбраны медный и стальной
стержни, к которым прикреплены пластилином кнопки. Какой стержень обладает большей
теплопроводностью?
А. Стальной.
Б. Медный.
8 класс. Самостоятельная работа
по теме «Виды теплопередачи».
ОТВЕТЫ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
І-вариант
ІІ-вариант
Любые 7 заданий – «3»
Любые 8 заданий – «4»
Любые 9 заданий – «5»
1. только конвекция;
2. только теплопроводность;
3. только излучение
Что называется тепловым движением?
1. упорядоченное движение большого числа молекул;
2. непрерывное беспорядочное движение большого числа молекул;
3. прямолинейное движение отдельной молекулы.
17. Какое из приведенных ниже вариантов является определением внутренней энергии?
1. энергия, которой обладает тело вследствие своего движения;
2. энергия, которая определяется положением взаимодействующего тел или частей одного и того же тела;
3. энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?
1. от массы и скорости тела;
2. от высоты над землёй и скорости;
3. от температуры и массы тела.
В каком состоянии вещества конвекция протекает быстрее (при одинаковых условиях)?
1. в жидком;
2. в твердом;
3. в газообразном.
Какое движение молекул и атомов в твердом состоянии называется тепловым?
1. беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с различными скоростями;
2. беспорядочное движение частиц во всевозможных направлениях с одинаковыми скоростями при одинаковой температуре;
3. упорядоченное движение частиц со скоростью, пропорциональной температуре;
4. колебательное движение частиц в различных направлениях около определенных положений равновесия.
В каком, из перечисленных случаев энергия телу передается в основном теплопроводностью?
1. от нагретой Земли верхним слоем атмосферы;
2. человеку, греющемуся у костра;
3. от горячего утюга к разглаживаемому белью;
4. человеку, согревающемуся бегом.
17. Основу структуры биологических мембран составляют:
1. слой белков;
2. углеводы;
3. двойной слой фосфолипидов;
4. аминокислоты;
5. двойная спираль ДНК.
18. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточно:
1. наличие избирательной проницаемости мембраны;
2. различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;
3. наличие избирательной проницаемости и различие концентраций ионов по обе стороны от мембраны;
4. появление автоволновых процессов;
5. повышенная проницаемость для ионов.
Активный транспорт ионов осуществляется за счет. . .
1. энергии гидролиза макроэргических связей АТФ;
2. процессов диффузии ионов через мембраны;
3. переноса ионов через мембрану с участием молекул – переносчиков;
4. латеральной диффузии молекул в мембране;
5. электродиффузии ионов.
Уравнение Нернста для потенциала покоя показывает, что. . .
1. потенциал покоя возникает в результате активного транспорта;
2. перенос ионов определяется неравномерностью их распределения (градиентом концентрации) и воздействием электрического поля (градиентом электрического потенциал);
3. главная роль в возникновении потенциала покоя принадлежит ионам калия;
4. мембраны обладают избирательной проницаемостью;
5. коэффициент проницаемости веществ через мембрану определяется их подвижностью.
При условии, что мембрана проницаема только для ионов калия, уравнение Гольдмана- Ходжкина-Катца трансформируется в уравнение. . .
1. Нернста для ионов калия;
2. Нернста для ионов натрия;
3. Фика для диффузии ионов калия.
22.Какое трансмембранное перераспределение ионов К⁺ и Na⁺ характерно для начального момента развития потенциала действия?
1. активное проникновение ионов К⁺ внутрь клетки;
2. активное проникновение ионов Na⁺ внутрь клетки;
3. активный выброс ионов К⁺ из клетки;
4. активный выброс ионов Na⁺ из клетки.
Какой знак имеет разность потенциалов между внутренней и наружной поверхностями клеточных мембран в состоянии покоя?
1. положительный;
2. отрицательный;
3. разность потенциалов равна нулю.
Какие ионы вносят вклад в создание потенциала покоя клеточных мембран?
1. ионы Na⁺ и Cl - ;
2. ионы К⁺
3. ионы Сa 2+ , К⁺ и Cl - ;
4. ионы К⁺, Na⁺ и Cа 2+ .
25.Наличие в биологических мембранах емкостных свойств подтверждается тем, что:
1. сила тока опережает по фазе приложенное напряжение;
2. сила тока отстает по фазе от приложенного напряжения;
3. сила тока совпадает по фазе с приложенным напряжением.
26. Укажите правильные высказывания:
1) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Фика.
2) Диффузия заряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста;
3) Диффузия незаряженных частиц через мембрану подчиняется уравнению Нернста.
27. Укажите правильные высказывания:
1) Коэффициент проницаемости мембраны для ионов калия выше, чем для ионов натрия или хлора, когда на мембране клетки генерируется потенциал покоя.
2) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов натрия имеет самое высокое значение.
3) При возникновении потенциала действия коэффициент проницаемости мембраны для ионов хлора имеет самое высокое значение.
28. Укажите правильные высказывания:
1) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала покоя, но не потенциала действия.
2) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение только потенциала действия, но не потенциала покоя.
3) Уравнение Гольдмана-Ходжкина-Каца описывает возникновение трансмембранной разности потенциалов на мембранах как в случае генерации потенциалов покоя, так и потенциалов действия.
Пусть отношение концентраций ионов калия по разные стороны от мембраны равно 10 и мембрана избирательно проницаема для калия. Возникающая при этом трансмембранная разность потенциалов равна 60 мВ. Чему будет равна разность потенциалов, если заменить ионы калия ионами кальция в тех же концентрациях и сделать мембрану избирательно проницаемой для кальция?
30.В покое мембрана клеток:
1.непроницаема для ионов Na⁺ и К⁺;
2.проницаема для ионов Na⁺ в 25 раз больше, чем для ионов К⁺;
3.проницаема для ионов К⁺ в 25 раз больше, чем для ионов Na⁺;
4.одинаково проницаема для ионов Na⁺ и К⁺.
31. Na⁺ - К⁺ насос переносит:
1. 3 К⁺ наружу, 2 Na⁺ внутрь клетки;
2. 3 Na⁺ внутрь клетки, 2 К⁺ наружу;
3. 3 Na⁺ наружу, 2 К⁺ внутрь клетки;
4. 3 К⁺ внутрь клетки, 2 Nа⁺ наружу.
32. Уравнение Фика описывает:
1. пассивный транспорт;
2. транспорт неэлектролитов;
3. транспорт ионов;
4. активный транспорт.
33. Для возникновения трансмембранной разности потенциалов необходимо и достаточно выполнения следующих двух условий:
1) мембрана должна содержать интегральные белки;
2) мембрана должна содержать поверхностные белки;
3) должна существовать избирательная проницаемость ионов через мембрану;
4) концентрации ионов по обе стороны от мембраны должны различаться;
1. Методы исследования проницаемости мембран:
A. Осмотический метод
B. Калориметрический метод
C. Индикаторный метод
D. Электронно-микроскопический метод
E. Радиоизотопный метод
F. Метод измерения электропроводности
2. Понятие транспорта включает:
A. Способность мембраны пропускать данное вещество
B. Способ проникновения вещества через мембрану
C. Кинетику проникновения вещества через мембрану
3. Транспорт, осуществляемый против градиента с затратой энергии макроэргов, называется:
A. Активный
B. Пассивный
C. Электрогенный
4. Активный от пассивного вида транспорта отличается:
A. Направлением относительно градиента концентрации
B. Использованием энергии
C. Видом переносимых ионов
5. Перенос ион-транспортирующей системой двух ионов в противоположных направлениях называется:
A. Унипорт
B. Симпорт
C. Антипорт
6. Простая диффузия – это:
7. Облегченная диффузия – это:
A. Процесс самопроизвольного проникновения вещества через мембрану по градиенту концентрации
B. Процесс самопроизвольного проникновения вещества через мембрану против градиента концентрации
C. Процесс проникновения вещества через мембрану по градиенту концентрации с участием белка-переносчика
8. Кинетика процесса диффузии вещества через клеточную мембрану описывается:
A. Уравнением Коллендера-Берлунда
B. Уравнением Фика
C. Уравнением Бернулли
9. Кинетика процесса облегченной диффузии описывается уравнением:
B. Коллендера-Берлунда
C. Михаэлиса-Ментен
10. Механизмы проникновения воды через клеточную мембрану:
A. Через поры, сформированные интегральными белками
B. Через структурные дефекты в мембране – кинки
C. Посредством растворения в липидном бислое
11. Осмос – это движение воды через мембрану:
12. Онкотическое давление – это:
A. Осмотическое давление внутри клетки
B. Компонент осмотического давления, обусловленный белками
C. Осмотическое давление в клетках злокачественной опухоли
13. Фильтрация – это движение воды через мембрану:
A. В область меньшего гидростатического давления
B. В область меньшей концентрации растворенных веществ
C. В область большей концентрации растворенных веществ
14. Клеточные мембраны выполняют следующие функции:
A. Компартментация
B. Рецепторная
C. Транспортная
D. Проведение нервного импульса
E. Мышечное сокращение
F. Межклеточные взаимодействия
15. В состав биомембран входят:
C. Гликопротеиды
16. Мембранные липиды представлены следующими классами:
A. Фосфолипилы
B. Гликопротеиды
C. Гликолипиды
D. Стероиды
17. Липидные молекулы являются:
A. Гидрофобными соединениями
B. Гидрофильными соединениями
C. Амфифильными соединениями
18. Фазовые переходы в мембране осуществляются между следующими состояниями:
A. Гель – золь
B. Гель – жидкая фаза
C. Жидкий кристалл – гель
19. По расположению в мембране белки делятся на:
A. Переферические
B. Интегральные
C. Ферментативные
D. Полуинтегральные
E. Монотопические
20. Белки мембран составляют следующие функциональные группы (укажите неправильный ответ):
A. Ферментативные
B. Белки цитоскелета
C. Сократительные
D. Рецепторы
21. Липиды могут модифицировать структуру мембранных белков:
A. Вторичную
B. Третичную
C. Четвертичную
22. Мозаичную модель мембраны предложили:
A. Синжер и Николсон
B. Даниэли и Девсон
C. Варбург и Нигилейн
D. Гортер и Грендель
23. Современным представлениям о структуре мембран соответствует:
A. Модель липидного бислоя
B. Мозаичная модель
C. Унитарная модель
Теплопередача – это способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы. Существуют следующие виды теплопередачи : теплопроводность, конвекция и излучение.
Теплопроводность
Теплопроводность – это процесс передачи энергии от одного тел а к другому или от одной части тела к дpугой благодаря тепловому движению частиц. Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другом у или от одной части телa к другой передается энергия.
Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает. Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.
Ещё более плохой теплопроводность ю обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.
Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими - сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.
Конвекция
Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.
Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла, то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.
Конвекция - вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа. Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.
Излучение
Третий вид теплопередачи - излучение . Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.
Опыты также показывают, что чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.
Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.
Конспект урока «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение».
ТЕМА : повторение темы «Виды теплопередачи»
ЦЕЛИ УРОКА:
1. Повторить пройденный по теме материал.
2. Проверить приобретённые по теме знания.
3. Научиться, с помощью полученных знаний, объяснять различные физические явления, происходящие в природе, быту и технике.
План УРОКА.
I. Организационный момент.
II. Повторение пройденного материала.
Мы завершили изучение темы «Виды теплопередачи». Мы узнали, что теплопередача играет огромную роль в природе быту и технике, поэтому человеку необходимо хорошо разбираться в этой теме, чтобы правильно, с пользой для себя применять эти знания в нашей повседневной жизни. Именно для этого мы сегодня ещё раз поговорим о различных видах теплопередачи.
Давайте сначала повторим основные понятия темы.
(ЗАПУСК ПРЕЗЕНТАЦИИ)
Вспомним (учащиеся для ответов на вопросы об основных понятиях могут использовать рабочую тетрадь)
1. Что такое теплопередача? (вопросы дублируются на экране с помощью презентации).
2. Какие виды теплопередачи вы знаете?
3. Что такое теплопроводность?
4. Одинаковая ли теплопроводность у разных тел?
5. У каких тел она самая большая?
6. Что обладает самой маленькой теплопроводностью?
7. Где теплопроводность не возможна? Почему?
8. Что такое конвекция?
9. Что такое излучение?
III. Ну а теперь попробуем ответить на вопросы, связанные с проявлениями разных видов теплопроводности в природе, быту и технике.
1. В чашку налит горячий чай. Каким видом теплопередачи осуществляется теплообмен между чаем и стенками чашки?
2. Почему мы обжигаем губы, когда пьём горячий чай из металлической кружки, и не обжигаем, когда пьём из фарфоровой кружки?
3. Почему форточки располагают в верхней части окна?
4. Два одинаковых по размеру чайника наполнили водой и нагрели воду до кипения. В Каком чайнике вода быстрее остынет, в белом или чёрном?
5. Почему выражение «шуба греет»
не верно?
IV. Мы основательно повторили тему «Виды теплопередачи». А теперь проверим, как хорошо вы усвоили материал. Для этого вы ответите на вопросы теста.
ТЕСТ.
1. Как осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?
а) теплопроводностью; б) излучением;
в)конвекцией; г) работой.
а) чтобы их не повредили; б) чтобы они не мешались; в) чтобы в них не замёрзла вода;
г) чтобы на них не падал солнечный свет.
3. В каком направлении дует ветер в жаркий летний день на берегу моря?
а) с моря на сушу; б) с суши на море;
в) с запада на восток г) с востока на запад.
4.какие виды теплопередачи учтены при создании термоса?
а) теплопроводность и излучение; б) излучение и конвекция;
в) теплопроводность; г) конвекция.
5. Почему подвал самое холодное место в доме?
а) потому что там темно; б) потому что близко к земле; в) туда не проникает тёплый воздух;
г) туда опускается холодный воздух из-за конвекции.
6.Почему в ясные зимние ночи мороз сильнее, чем в облачную погоду?
а)потому что ночью темно; б) потому что облака передают земле свою энергию; в) в безоблачную погоду энергия легче излучается в космос и земля быстрей остывает;
г) нет правильного ответа.
7.Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?
а) теплопроводность; б) излучение;
в)теплопроводность и излучение; г) конвекция.
8.Почему батареи отопления ставят обычно под окнами?
а) чтобы удобнее было их мыть;
б) чтобы холодный воздух из форточки опускался вниз и нагреваясь, поднимался вверх;
в) чтобы заполнить место под подоконником;
г) нет правильных ответов.
9. Каким способом нагревается пища в микроволновой печи?
а) излучением; б) работой; в) теплопроводностью; г) конвекцией;
10.Какое из перечисленных веществ имеет наименьшую теплопроводность?
а) серебро; б) воздух; в) вода; г) дерево.
V. Взаимопроверка теста.
ОТВЕТЫ К ТЕСТУ
ОЦЕНКА ОТВЕТА.
Правильные ответы Оценка
менее 5 оценка не ставится
VI. Подведение итогов урока.
