Ранее на сайте Globalphysics.ru мы уже затрагивали понятие теплоемкость, а теперь поговорим о том, что вещества с высокой удельной теплоемкостью дольше нагреваются, чем вещества с низкой удельной теплоемкостью. Справедливо и обратное: вещества с высокой удельной теплоемкостью дольше охлаждаются, чем вещества с низкой удельной теплоемкостью, при прочих равных условиях. Эти факты связаны с важными явлениями природы. Дневное изменение температур над песчаной поверхностью при ясном небе будет гораздо больше, чем над водой.

Я вас приветствую на нашем сайте по физике, и сегодня мы поговорим о предотвращении энергетических потерь из зданий, что в последнее время стало вопросом первостепенной важности. Чтобы сделать подсчеты более точными, нужно знать удельную теплопроводность материалов. Удельная теплопроводность материала - это скорость переноса теплоты через проводник, отнесенная к единице площади поверхности материала при единице разности температур между сторонами поверхности материала.

В последнее время много внимания уделяется изоляции домов. Это экономическая необходимость вследствие возрастания стоимости топлива. В качестве изоляционного средства были   предложены   пористые   стенки. Воздух — лучший изолятор, чем кирпич, и пористость увеличивает изоляцию. Если пористость велика, то в порах устанавливаются конвективные потоки и тепловая энергия уносится конвекцией. Поры наполняются таким веществом, как пластмассовая пена, которая заключает в себе маленькие пузырьки воздуха.

Хотя и удобно рассматривать теплопроводность, конвекцию и излучение раздельно, чтобы был понятен механизм этих процессов, но на практике все они происходят одновременно. Создавая любой прибор или машину, нужно учитывать все три вида передачи теплоты, чтобы действие машин было как можно более эффективным. Требования различаются в зависимости от ситуации. В некоторых случаях необходимо сохранять тепло. В других, например в мотоциклетном двигателе, очень важно охлаждение. Цилиндр заключен в металлический блок с ребрами для излучения тепла. Металл — хороший проводник, и поэтому тепло передается быстро от двигателя в окружающий воздух.

   О том, что Земля внутри горячая, люди знают издавна. Извержения вулканов, гейзеры, горячие источники и выходы пара — все эти явления убеждают в том, что недра Земли горячее, чем ее поверхность. Тепло выделяется из недр постоянно и не только в «горячих» точках планеты — в областях гидротермальной активности — но и по всей ее поверхности. А что происходит внутри Земли? Откуда берется тепло, выходящее наружу каковы температуры в глубине планеты, какие термические процессы происходят в ее недрах? Остывает Земля или нагревается? При изучении механизма происхождения и развития Земли эти вопросы возникают в первую очередь.     

   Одним из путей передачи тепловой энергии является конвекция. При ней теплота передается движущейся частью вещества. Она, следовательно, отсутствует в твердых телах и происходит только в жидкостях и газах. Она не имеет места в вакууме. Когда определенная масса вещества подогрета, то повышение температуры увеличивает ее объем. Таким образом, уменьшается ее плотность, она становится менее плотна, чем окружающее ее вещество, и поднимается. Можно было бы прийти к бессмысленному утверждению, что «теплота поднимается».

   Если вы потрогаете кусок ткани и металлический прут руками в холодный день, то металл покажется вам гораздо холоднее, чем ткань. Если эти тела находились какое-то время на холоде, то они будут иметь одинаковую температуру. Так почему же металл кажется холоднее? Ответ состоит в том, что он проводит тепловую энергию от руки быстрее, чем ткань. Существует много простых экспериментов, с помощью которых можно показать, что разные материалы проводят тепловую энергию в различной степени.