Konwekcja i promieniowanie

Playlista:Zjawiska cieplne

Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Ten materiał posiada napisy w języku ukraińskim


Facebook YouTube

Z tego filmu dowiesz się:

  • jak opisać ruch gazów i cieczy w zjawisku konwekcji,
  • na czym polega promieniowanie cieplne.

Podstawa programowa

Autorzy i materiały

Wiedza niezbędna do zrozumienia tematu

Aby w pełni zrozumieć materiał zawarty w tej playliście, upewnij się, że masz opanowane poniższe zagadnienia.

Udostępnianie w zewnętrznych narzędziach

Korzystając z poniższych funkcjonalności możesz dodać ten zasób do swoich narzędzi.

Kliknij w ikonkę, aby udostępnić ten zasób

Kliknij w ikonkę, aby skopiować link do tego zasobu

Transkrypcja

Kliknij na zdanie, aby przewinąć wideo do tego miejsca.
Widzieliście kiedyś kołujący w powietrzu szybowiec albo lotniarzy? Ich powietrzne statki krążąc potrafią wznosić się w górę choć nie mają silnika. Jak to możliwe? Co pozwala im latać pozornie wbrew sile ciążenia choć przecież są cięższe od powietrza? To dzięki zjawisku konwekcji o którym opowiem Ci w tej lekcji. Większość domów ogrzewana jest przez kaloryfery, kominki albo inne widoczne grzejniki. Łatwo zaobserwujesz, że siedząc blisko kaloryfera jest Ci zdecydowanie cieplej niż gdy odejdziesz od niego na przykład na drugi koniec pokoju. Dlaczego? Bo płynąca w kaloryferze albo innym grzejniku gorąca ciecz przekazuje swoje ciepło otoczeniu na drodze promieniowania cieplnego. Ale to nie jedyny sposób w jaki ogrzewają nas grzejniki. Inny sposób to konwekcja czyli cyrkulacja powietrza. Kaloryfer ogrzewa powietrze w swoim otoczeniu. Gorące powietrze ma mniejszą gęstość niż powietrze zimne. Mówiąc prościej, jest lżejsze. Więc unosi się w górę w stronę sufitu. Na jego miejsce przypływa chłodniejsze powietrze z okolic okna nieszczelnych drzwi czy podłogi gdy znajdzie się w sąsiedztwie grzejnika zostaje ogrzane, unosi się do góry i tam się schładza. Opada na dół, po czym cały cykl konwekcji zaczyna się od początku. Z konwekcją mamy do czynienia nie tylko grzejąc się przy kominku. Ten sam proces zachodzi też wtedy kiedy na przykład gotujemy wodę na herbatę. Woda stojąc w garnku na gazie czy innym źródle ciepła jest podgrzewana od dna. Tam więc zaczyna najszybciej zwiększać swoją temperaturę. Cieplejsza woda jest lżejsza, podobnie jak powietrze w przykładzie z kaloryferem przez co zaczyna unosić się do góry a na jej miejsce opada zimniejsza woda z góry garnka. Zachodzi proces konwekcji. Ta zimniejsza woda oczywiście też zostaje podgrzana od dna i gdy stanie się cieplejsza od tej wyżej zamienia się z nią miejscami. Proces trwa dopóki cała woda nie osiągnie jednakowej temperatury. Nie zacznie wrzeć, albo dopóki nie zdejmiemy garnka ze źródła ciepła. Wróćmy teraz do początku naszego filmu i do latających szybowców. One też wykorzystują zjawisko konwekcji. Konwekcji powietrza. Ale gdzie jest kaloryfer? W przypadku szybowca, a także lotniarza czy ptaków, rolę kaloryfera spełnia powierzchnia Ziemi. Nagrzewa się ona pod wpływem słońca tym mocniej, im bardziej jest sucha i nasłoneczniona. Powietrze nad takim obszarem też się nagrzewa i unosi w górę a wraz z nim unosi się to co w nim fruwa ptak, lotnia czy szybowiec. Krążąc w takim kominie ciepła można wznosić się do góry dopóki powietrzu starczy siły. Gdy lotnik trafi na chłodniejszy prąd zacznie opadać. Dzięki konwekcji możemy też cieszyć się morską bryzą, gdy wypoczywamy na plaży. Ten łagodny powiew bierze się stąd że promienie słońca padają zarówno na wodę jak i na ląd. Jednak powietrze nad lądem ogrzewa się szybciej. Wynika to ze specjalnych właściwości wody o których możesz się dowiedzieć oglądając nasz film o niej w playliście z chemii. Ogrzane powietrze unosi się a na jego miejsce napływa chłodniejsze znad morza. Ten napływ powietrza odczuwamy jako chłodną bryzę. A teraz, gdy znasz już mechanizm konwekcji zastanów się w jakim kierunku bryza wieje nocą. Z lądu nad morze czy z morza nad ląd? Jeśli uważasz, że z lądu nad morze brawo. Nocą, gdy słońce nie grzeje ląd stygnie szybciej niż woda która dużej akumuluje ciepło. Powietrze nad nim szybciej się więc ochładza i spływa nad morze. Zauważ, że niezależnie od pory powiew, który czujemy na twarzach jest chłodny. Konwekcja to proces przekazywania ciepła w gazach i cieczach. Polega na unoszeniu się materii o mniejszej gęstości spowodowanej wyższą temperaturą. Stojąc przy kaloryferze czy kominku odczuwasz ciepło, które nie jest efektem konwekcji. Podobnie możesz bez dotykania powiedzieć czy piekarnik jest gorący, czy zimny. Wystarczy, że staniesz w pobliżu drzwiczek. Ten sposób przekazywania energii nosi nazwę promieniowania. Tak ciepło przekazywane jest ze Słońca na Ziemię. I to dlatego leżąc latem na plaży czujesz ciepło Słońca na skórze. Promieniowanie to emitowanie oraz przenoszenie energii na pewne odległości. W naszym bliższym i dalszym otoczeniu jest wiele przeróżnych źródeł promieniowania. Naturalnych jak słońce oraz sztucznych jak lampa, grzejnik czy nadajnik telewizyjny. W przypadku promieniowania cieplnego możemy powiedzieć, że każde ciało emituje fale elektromagnetyczne z zakresu podczerwieni. Im ciało gorętsze tym więcej tych fal wypromieniowuje. Jeśli na drodze fal staną inne powierzchnie na przykład nasza skóra to będą, przynajmniej częściowo te fale pochłaniać inaczej absorbować co podniesie ich własną temperaturę. Wśród sposobów przekazywania ciepła wyróżnia się między innymi konwekcję oraz promieniowanie. Konwekcja to ruch cieczy lub gazu wywołany różnicami temperatury. Polega na przemieszczaniu się cieplejszej cieczy lub gazu do góry podczas gdy chłodniejsza ciecz lub gaz opada ku dołowi. Promieniowanie to inaczej emisja fal elektromagnetycznych o określonej długości. Pozwala odczuwać ciepło, które nie jest efektem przewodnictwa ani konwekcji. Wznieśliśmy się na wyżyny wiedzy razem z ciepłym powietrzem. I wcale nie mam ochoty opadać. A więc szybuje od razu do kolejnego filmu. Lecisz ze mną?

Ćwiczenia

Interaktywne ćwiczenia związane z tą wideolekcją.

Materiały dodatkowe

Inne zasoby do wykorzystania podczas zajęć z tego tematu.

Lista wszystkich autorów


Lektor: Dobrawa Szlachcikowska

Konsultacja: Anna Soliwocka

Materiały: Agnieszka Opalińska, Dobrawa Szlachcikowska

Kontrola jakości: Małgorzata Załoga

Opracowanie dźwięku: Aleksander Margasiński


Produkcja

Katalyst Education

Lista materiałów wykorzystanych w filmie


Agnieszka M (CC BY-SA)
Relaxing_Guru (Licencja Pixabay)
Curtis Adams (Licencja Pexels)
Freepik (Licencja Flaticon)
cottonbro (Licencja Pexels)
Freepik (Licencja Flaticon)
iconixar (Licencja Flaticon)
Lay-Z Owl (Licencja Pexels)
Freepik (Licencja Flaticon)
Ricardo Esquivel (Licencja Pexels)
Shaun_F (Licencja Pixabay)
Life-Of-Vids (Licencja Pixabay)
Skyclick (Licencja Flaticon)
Vimeo-Free-Videos (Licencja Pixabay)
SCAPIN (Licencja Pixabay)
Radoan_tanvir (Licencja Pixabay)
OpenClipart-Vectors (Licencja Pixabay)
Dake (CC BY)
FreeCreativeStuff (Licencja Pixabay)
Clker-Free-Vector-Images (Licencja Pixabay)
OpenClipart-Vectors (Licencja Pixabay)
OpenClipart-Vectors (Licencja Pixabay)
KristopherK (Licencja Pixabay)
Distill (Licencja Pexels)
ManvendraPSingh (Licencja Pixabay)
Peter Fowler (Licencja Pixabay)
Passivhaus Institut (CC BY-SA)
mohamed_hassan (Licencja Pixabay)
Katalyst Education (CC BY)