3. Передача теплоты

Натопленная печь нагревает воздух в комнате и все предметы, находящиеся в ней. При этом сама печь постепенно остывает. Теплота всегда переходит от более нагретых тел к менее нагретым до тех пор, пока температуры тел не уравняются. Распространение теплоты может происходить различными способами.

Конвекция. В отапливаемой комнате происходит циркуляция (движение) воздуха. Воздух, соприкасаясь с теплой печкой, нагревается. Нагретый воздух, как более легкий, вытесняется вверх более тяжелым, еще не нагретым воздухом. В комнате происходит перемещение теплого и холодного воздуха, чего температура выравнивается и повышается.

В центральном водяном отоплении происходит подобное же явление. Вода нагревается в котле, поднимается вверх, в расширитель, откуда по трубопроводам опускается вниз и поступает радиаторы и панели, а отсюда - во входную трубу нижней част] котла. Таким образом происходит циркуляция воды, нагревающей трубы и радиаторы, которые отдают тепло в комнату. Передача теплоты путем перемещения слоев жидкого или газообразного вещества называется конвекцией (рис. 1 и 2).

Рис. 1. Конвекция в комнате, обогреваемой обыкновенной печью

Рис. 2. Конвекция в комнате, обогреваемой радиаторами центрального отопления

Из этого наблюдения следует, что нагретый воздух и газы как более легкие устремляются по дымоходу вверх, а наружный (комнатный) воздух, поступая через поддувальную и топочную дверки образует тягу. Чем более нагреты газы и чем выше дымовая труба, тем сильнее тяга. Практикой установлено, что высота столб нагретых газов должна быть не менее пяти метров, начиная со дна зольника и кончая срезом трубы на крыше дома.

Теплопроводность. Уже знакомое нам понятие теплопроводности поясним еще одним примером для лучшего усвоения. Чайная ложка, опущенная в стакан с горячей водой, быстро нагревается. Это происходит вследствие того, что горячая вода передала часть тепла металлической ложке, которая как бы приняла это тепло и нагрелась, что мы и ощущаем рукой. Вот это явление передачи тепла от одного предмета (воды) другому (ложке) и называется теплопроводностью.

Другим примером передачи тепла является круглая печь, заключенная в металлический корпус. От сгорания топлива нагревается кирпич, который передает тепло металлу (металлическому кожуху), отчего печь становится очень горячей.

Металлы-хорошие проводники тепла, а древесина, стекло, воздух плохие. К плохим проводникам тепла относятся также кокка, шерсть, птичий пух и перья, бумага, вата и другие. Эти материалы называются теплоизоляционными и используются для утепления различных конструкций. Однако, если какой-либо из перечисленных материалов намочить в воде, являющейся хорошим проводником тепла, то, впитав в себя влагу, теплоизоляционный материал становится более теплопроводным. Поэтому сырые кирпичные, бетонные, шлакобетонные или деревянные стены лучше проводят тепло, чем сухие; по этой причине в домах с плохо просушенными стенами бывает холодно. Неподвижный воздух, заключенный между двумя рамами окна, предохраняет комнату от быстрого остывания. Теплопроводность всех жидкостей, за исключением ртути, мала. Газы еще меньше теплопроводны, чем жидкости, хорошими проводниками тепла, как уже было сказано, являются металлы, из которых лучшей теплопроводностью обладают серебро и медь.

Лучеиспускание. Пламя горящих в печке дров, раскаленный до красна металл, светящаяся электролампа - тоже передают тепло, которое мы можем ощущать на расстоянии. Передача тепла посредством излучения называется лучеиспусканием.