De ce metalele sunt reci?

Întrebarea pe care o pun la clasă, atunci când predau căldura, este : pe ce mă aşez iarna, pe un scaun din lemn sau pe unul din metal? Evident caă răspunsul este: pe cel din lemn. Iar explicaţia: fierul este rece.

Ce înseamnă că este rece?A spune despre un corp că este rece sau cald, ţine de senzaţia pe care o am la atingerea lui. Corpul uman, în contact cu corpuri mai reci, cedează căldură acestora, iar senzaţia este de rece.Acelaşi lucru se întâmplă cu scaunul din metal, care preia din căldura corpului şi o duce mai departe ( metalele fiind bune conductoare termice). Lemnul este izolator termic, iar căldura primită de la corpul uman, rămne în acelaşi loc, deci, senzaţia este de cald.

Am folosit termenul căldură şi am amintit de cedarea ei.Tema de care ne vom ocupa astăzi va fi căldura şi formele ei de propagare.

Căldura este o mărime fizică ce caracterizează trecerea unui corp dintr-o stare de încălzire în alta, în urma contactului termic cu alt corp.

Q – simbolul căldurii

J ( Joule) – unitatea de măsura în S. I.

Punând în contact un corp cald cu unul rece, între ele se va face un schimb de căldură. Cel cald va ceda căldura şi se va răci, iar cel  rece, care a primit căldură, se va încălzi. Schimbul are loc până la  echilibru termic, atunci când cele două corpuri ajung la aceeaşi stare de încălzire ( figura 1 ).

m1
figura 1

Propagarea căldurii printr-un mediu, reprezintă trecere ei  prin mediul respectiv . În figura 2 sunt redate cele trei forme de propagare a căldurii:

a.- conducţie – prin solide

b.- convecţie – prin lichide şi prin gaze

  1. –radiaţie – transmiterea căldurii la distanţă

Zonele calde sunt reprezentate cu roşu, iar cu albastru cele reci.

Transmiterea căldurii de la mânerul vasului la mâna care îl ţine, se face prin conducţie , încalzirea apei, prin convecţie, iar focul transmite în jur  căldură, prin radiaţie.

m2
figure 2

În solide , căldura se transmite din aproape în aproape, de la o particulă la alta. (Aşa cum cad piesele de domino din figura 3).

m3
figura 3

De ce atunci când gătim, folosim linguri din lemn şi nu din metal? Pentru că metalul este bun conductor termic şi lingura se va încălzi atât de puternic încât nu va mai putea fi ţinută în mână.Nu acelaşi lucru se întâmplă cu cea din lemn, acesta fiind izolator termic.

Cum putem evita spargerea unui pahar din sticlă, atunci când turnăm în el lichid cald? Îl aşezăm pe un suport metalic şi punem în el o linguriţă, tot din metal. Astfel, cele două metale preiau o parte din căldura care se transmite de la lichid la pahar.

De ce lumânarea nu se topeşte în întregime, deşi flacăra ei are temperatura de 1500 grade Celsius? Parafina din care este făcută lumânarea, are o conductibilitate foarte mică, deci căldura provenită de la flacără, nu cuprinde întreaga lumânare, ca dovadă că o putem ţine în mână chiar dacă este aprinsă.

Încălzirea apei dintr-un vas se face prin convecţie ( figura 4 ) .Stratul de apă de pe fundul vasului se încălzeşte, ( se dilată ), adică îşi măreşte volumul, îi scade densitatea şi devenind mai uşor, se ridică la suprafaţă. Locul lui este luat de următorul strat de lichid. Fenomenul se repetă până la încălzirea întregii cantităţi de apă. Deplasările straturilor de apă reprezintă curenţi de convecţie.

m4
figura 4

Acelaşi lucru se întâmplă şi cu aerul.Aşa se explică de ce aerul cald este mai uşor decât cel rece, iar într-o încăpere , acesta este situat în apropierea tavanului (figura 5 ).

m5
figura 5

De ce cloriferul este fixat pe podea, iar aparatul de aer condiţionat, aproape de plafon ( figura 6 )? Aerul rece este jos. Dacă ar fi instalat sus, caloriferul ar încălzi tot aerul mai cald, iar la podea ar rămâne rece. Aparatul de aer condiţionat este sus pentru că el răceşte aerul ,iar aproape de plafon se află aerul cel mai cald.

m6
figura 6

Serpentina care raăceşte frigiderul este situată în partea de sus a acestuia.Aerul din frigider, încălzit în contact cu alimentele , se ridică şi cedează căldură serpentinei, răcindu-se.

De ce fumul se deplasează în sus? Deoarece  aerul cald este mai uşor, se ridică, şi antrenează şi fumul.

Aşa se explică de ce se pot ridica baloanele cu aer cald.

Muşcatele mele de pe pervazul de deasupra caloriferului, îşi mişcă singure frunzele. Este o minune sau am eu flori speciale? Nici una, nici alta. Aerul încălzit de calorifer, se ridică, iar cel rece îi ia locul. Aceşti curenţi de convecţie determină mişcarea frunzelor.

De ce peretele din apropierea caloriferului sau a ţevilor de încălzire este mai murdar decât restul? Aerul cald care se ridică, duce cu el particulele de praf.

De ce în deşert temperatura din timpul nopţii scade foarte mult, iar ziua este foarte cald?

Acolo unde există vapori de apă, aceştia absorb o parte din caăldura soarelui şi reduc încălzirea pământului în timpul zilei. Tot vaporii împiedică răcirea pământului în timpul nopţii. În deşert aerul este foarte uscat. Din această cauză , în timpul zilei temperatura  urcă la 40 de grade, iar noaptea coboară până la îngheţ.

De ce iarna se aeriseşte uşor o cameră, iar vara,nu? În comparaţie cu vara, în timpul iernii există o diferenţă de temperatură mai mare între aerul rece de afară şi cel cald din cameră. Datorită  acestui fapt, curenţii de aer care se formează prin ieşirea din cameră ( pe  sus )  a aerului cald şi intrarea aerului rece de afară ( pe jos ), sunt puternici şi schibarea aerului are loc rapid.

Căldura se poate propaga şi prin radiaţie. Orice corp cald emite radiaţii. Pământul este încălzit prin radiaţie de către Soare.

Suprafeţele lucioase reflectă ( resping ) radiaţiile. Aşa se explică de ce oamenii , pe timpul verii,îşi acoperă ferestrele cu folie de aluminiu.

Corpurile de culoare închisă absorb radiaţiile şi se încălzesc mai mult decât cele de culoare deschisă, care le reflectă şi se încălzesc mai puţin. Acesta este motivul pentru care vara îmbrăcăm haine în culori deschise, iar iarna, în culori închise.

De ce oamenii din deşert se îmbracă în alb, iar casele sunt tot albe ?

De ce radiatorul unui frigider ( fixat în spatele acestuia) este de culoare neagră? Dar cisternele care transportă lapte, de ce sunt lucioase?

Cunoscând  căldura şi formele ei de propagare, viaţa noastră este mult uşurată!

 

 

 

 

 

 

 

18 thoughts on “De ce metalele sunt reci?

  1. a fost un articol interesant mai ales ca nu mi-as fii pus intrebarea de ce metalele sunt reci. a fost uimitor sa citesc acest articol chiar daca stiam majoritatea dintre exemple. inca o data stau cu sufletul la gura pentru a vedea ce articol veti mai posta.

    Like

  2. Nu ma voi satura niciodata sa citesc ceea ce scrieti dumneavoastra, le scrieti intr-o maniera care ma captiveaza si ma face sa vreau si mai multe articole. Sa nu va opriti, pentru ca sunt oameni ca mine care mereu vor aprecia ceea ce faceti. Si apropo, mi-am adus aminte de momentul in care ne-ati aratat cum se fierbe apa si fiecare copil de pe rand era un strat de apa si isi muta locul, nu am sa uit niciodata lectiile cu dumneavoastra, multumesc!

    Like

  3. Un articol foarte frumos! Mi-a placut mult!
    Ma puteti ajuta si pe mine cu inca un articol? Fratiorul meu de 6 ani m-a intebat din ce este facuta gravitatia si cum ne atrage ea. Eu nu am stiut sa ii raspund, am inceput sa bat campii cu acceleratia gravitationala si ca se inmulteste cu masa corpului, dar bietul de el se uita la mine si incerca sa inteleaga. Daca a-ti putea sa scrieti un articol in care sa explicati acest fenomen v-as ramane recunoscatoare. Va multumesc anticipat.
    Daria Robu

    Like

  4. Un articol foarte interesant ca de obicei , mereu mi-am pus întrebarea de ce metalele sunt reci , dar nici o data nu am gasit un raspuns , mai ales vara când ma rezemam de calorifer ca sa ma uit pe geam si simteam caloriferul rece . Astept urmatorul articol !

    Like

  5. Sunt in urma cu politica dar parerea mee nu va lipsi chiar daca e intarziata:WOW!
    Ce mai pot spune decat WOW !?e un subiect pe care l am inteles fara prea multa efort
    Multumesc pentru ca faceti acest lucru
    Pt noi!:))

    Like

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s