Каким способом теплопередачи происходит нагревание воды в кастрюле на газовой плите

Нагревание воды в кастрюле на газовой плите происходит теплопроводностью.

Теплопроводность это вид теплопередачи, при котором происходит передача тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому телу путем соприкосновения тел. Нагретая пламенем газовой горелки, кастрюля, через соприкосновение с водой передает ей количество теплоты, происходит нагревание воды.

Прежде чем ответить на этот вопрос, полезно было бы вспомнить, что такое теплопередача как физический процесс и какие ее виды существуют.

Теплопередача как физический процесс

Нетрудно догадаться из самого названия, что теплопередача представляет собой процесс передачи тепла от одного предмета другому. По другому, это процесс обмена теплом/тепловой энергией. И обмен этот может происходить тремя основными способами:

от более горячего предмета к менее горячему; при непосредственном соприкосновении предметов; через перегородку из какого-лито материала, разделяющую предметы/тела.

Суть теплопередачи заключается в том, чтобы уравновесить температуру предметов, которые до этого имели разную температуру.

Виды теплопередачи

Самыми простыми видами теплопередачи считают:

конвекцию; теплопроводность; тепловое излучение.

Есть и более сложные способы передачи тепла, которые попросту являются различными сочетаниями простых способов.

Разберёмся с названными тремя.

Конвекцию объясняют как процесс теплопередачи посредством струй и потоков. Этот процесс можно легко понять, если представить, что нижние слои тела/вещества нагрелись и поднялись вверх (поскольку стали легче), а верхние, остывая, опустились вниз. И так по кругу. Ничего не напоминает? Да-да, образование облаков - самый яркий пример конвекции в природе.

При теплопроводности передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому осуществляется при их соприкосновении и благодаря беспорядочному движению частиц тела - атомов, молекул, электронов и т. д. Как это происходит? В более горячей части предмета частицы двигаются быстрее и сталкиваются с медленными частицами в холодной части предмета, передавая им своё тепло. Передача тепла в таких случаях зависит от агрегатного состояния вещества. А их не так много - всего-то три и они хороши нам известны: жидкость, газ, твёрдое тело.

Тепловое излучение представляет собой процесс передачи тепла посредством электромагнитных волн. Как думаете, как тепловая энергия Солнца достигает поверхности Земли? Все верно: благодаря тепловому излучению, ведь никакая конвекция и теплопроводность не способны передать энергию в пределах такого расстояния, да ещё с учетом вакуума, где молекул раз-два и обчелся.

Определим способ передачи тепла, описанный в задании

Теперь рассмотрим случай с нагреванием кастрюли на газовой плите. Кастрюля нагревается от пламени газовой горелки и передаёт своё тепло воде, которая находится в непосредственном контакте со стенками кастрюли. При чем, в нижних слоях воды, находящихся на дне кастрюли вблизи к источнику тепла - к газовой горелке, частицы двигаются быстрее и передают тепловую энергию медлительным частицам верхних слоёв воды, отдаленных от этой горелки. То есть явно прослеживается процесс передачи тепла посредством теплопроводности.