#школьники #наукаиобразование #фактыизжизни #теплоизоляция
Иногда из-за поверхностного понимания такого, казалось бы, простого явления как теплообмен мы постоянно совершаем ошибки. Вот пришли с мороза в тепло и стараемся укутаться в плед, чтобы согреться. А разве плед греет? Нет, он как и шуба, шали, варежки и другие предметы выполняет роль изолятора и не позволяет телу расточать свое тепло в окружающую среду. А если тело пришло с улицы замерзшее и шмыгающее носом, то лучше его оставить в контакте с теплым воздухом.
Что такое теплообмен? Это передача тепла или энергии от более нагретого тела менее нагретому при их контакте. При этом есть объекты, которые хорошо передают тепло, научными словами у них низкая удельная теплоемкость. Например, у металлов теплоемкость низкая и они умеют быстро нагреваться и остывать.
Давайте представим, что на улице в морозную ночь вы решили потрогать металлические качели, бетонный блок и ствол дерева. У кого будет наименьшая температура? Вот на этом месте 80% выскажут ошибочное суждение, что у металла. Фишка в том, что температура у всех тел, находящихся в длительном контакте, приходит в равновесие и будет одинаковой. Как так-то? Ведь металл на ощупь холоднее! Да, металл сильнее холодит язык ладонь, но только потому, что он быстрее отбирает у нас тепло так как является хорошим теплопроводником. По этой же причине, постоявшие в парилке предметы будут иметь одинаковую температуру, но ощущаться по-разному. Деревянная ручка ковшика будет медленно передавать тепло руке и ожог мы не получим.
Механизм теплопроводности завязан на передаче тепла молекулами и чем они ближе расположены, тем проще передавать энергию. По этой причине вакуум является идеальным изолятором для этого вида теплообмена. Воздух похуже, но тоже неплохо справляется с этой функцией. Теперь понятным становятся технические и природные механизмы по сохранению такого жизненно важного тепла. Двойные или тройные рамы – для прослойки воздуха между ними которая не выпустит тепло из дома, пористый кирпич сюда же. Мех и перья – удерживают пузырьки воздуха и тоже отсекают тело от окружающей среды. При этом защищают как от холода, так и от жары. Рыхлый снег защищает растения, как пуховой платок.
Кто входит в тройку лучших теплоизоляторов Земли? Эти вещества будут также хорошими теплоносителями: будут медленно и долго расходовать накопленное тепло. Лидером, как и следовало ожидать является водород выдавая удельную теплоемкость примерно 14000 Дж/кг*К, затем гелий 5300 Дж/кг*К, а далее очень внезапно и не очевидно идет вода 4200 Дж/кг*К. Что? Почему вещество с плотностью выше остальных газов, да того же воздуха, вырвалось в тройку лидеров? Загадка природы, на которую есть длинный и развернутый ответ про химические связи атомов водорода и кислорода. Вода вообще удивительная материя. При замерзании расширяется, а не сжимается как все приличные материалы. Имеет уникальный химические и биологические свойств. Буквально пронизывает все сущее и обеспечивает постоянство жизни на планете.
Рекомендуем к прочтению: https://zen.yandex.ru/media/id/62998716b7debc20bbd6a324/62a6c44acbfb6327439381dd
Понравилась статья? Подписывайтесь на канал и ставьте лайк!