Температура воздуха — как изменяется и от чего зависит
Содержание:
- Принцип работы теплового насоса воздух-воздух
- Что такое приточная вентиляция с обогревом воздуха?
- Суточный ход температур
- Меры предотвращения загрязнения
- Составляющие нейтрального газа
- Достоинства и недостатки
- Требования к документу
- Энтропия сухого воздуха
- Как происходит измерение
- Таблица удельной теплоемкости пищевых продуктов
- Основные виды обогревателей
- Радиация
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух
Общий принцип работы ТН во многом напоминает тот, что используется в кондиционере, в режиме «обогрев помещения», с единственным отличием. Теплонасос «заточен» на отопление, а кондиционер на охлаждение комнат. Во время работы используется низкопотенциальная энергия воздуха. В результате расход электроэнергии сократился более чем в 3 раза.Принцип действия тепловой насосной установки воздух-воздух, если не вдаваться в технические подробности, следующий:
- Воздух, даже при отрицательной температуре, сохраняет определенное количество тепловой энергии. Это происходит до тех пор, пока температурные показатели не достигнут абсолютного нуля. Большинство моделей ТН способны извлекать тепло при достижении температуры -15°С. Несколько известных производителей выпустило станции, сохраняющие работоспособность при -25°С и даже -32°С.
- Забор низкопотенциального тепла происходит благодаря испарению фреона, циркулирующего по внутреннему контуру ТН. Для этого используется испаритель – блок, в котором создаются оптимальные условия для преобразования хладагента из жидкого в газообразное состояние. При этом, согласно физическим законам, поглощается большое количество тепла.
- Следующим блоком, расположенным в системе теплоснабжения воздух-воздух, является компрессор. Именно сюда подается хладагент в газообразном состоянии. В камере нагнетается давление, что приводит к резкому и существенному нагреву фреона. Через форсунку, хладагент впрыскивается в конденсатор. Компрессор для теплового насоса имеет спиралевидное исполнение, что облегчает запуск при низких температурах.
- Во внутреннем блоке, располагающемся непосредственно в помещении, находится конденсатор, выполняющий одновременно функцию теплообменника. Газообразный разогретый фреон, целенаправленно конденсируется на стенках модуля, отдавая при этом тепловую энергию. ТН распределяет полученное тепло, подобным к сплит-системе образом.
Допускается канальное распределение нагретого воздуха. Особенно практично такое решение при нагреве больших многоквартирных зданий, складских и промышленных помещений.
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух и его эффективность напрямую связаны с температурой окружающей среды. Чем холоднее «за окном», тем ниже производительность станции. Работа теплового насоса воздух-воздух при температуре минус -25°С (в большинстве моделей) полностью прекращается. Чтобы компенсировать недостаток тепла, устанавливают резервный котел. Оптимально одновременное использование электрического тэна.
Тепловые насосы воздух-воздух состоят из двух блоков наружного и внутреннего размещения. Конструкция во многом напоминает сплит-систему и устанавливается подобным образом. Внутренний блок монтируется на стену или потолок. Настройки выставляются с помощью дистанционного управления.
Чем отличается ТН воздух-воздух от кондиционера
ТН воздух-воздух работает как кондиционер, но имеет существенные отличия, заключающиеся в особенностях конструкции и производительности
Хотя существует внешнее сходство, на самом деле, отличия, если обратить внимание на технически характеристики, существенны:
- Производительность – тепловой насос воздух-воздух для отопления дома, максимально эффективно работает на нагрев помещения. Некоторые модели способны охлаждать воздух. Во время кондиционирования помещения, энергоэффективность существенно уступает обычным кондиционерам.
-
Экономичность – даже инверторные кондиционеры, во время работы тратят больше электроэнергии, чем требует отопление тепловым насосом типа воздух – воздух. При переходе в режим обогрева, затраты электричества еще больше увеличиваются.
У ТН коэффициент энергоэффективности определяется согласно СОР. Средние показатели станций равняются 3-5 единицам. Затраты электричества в таком случае составляют 1 кВт на каждые 3-5 кВт полученного тепла. - Сфера применения – кондиционеры используют для вентиляции и дополнительного обогрева помещения, при условии, что температура окружающей среды не будет меньше +5°С. Тепловые насосы воздух-воздух, применяются в качестве основного источника отопления в течение всего года в средних широтах. При определенной модификации, могут использоваться для охлаждения комнат.
Мировой опыт использования тепловых отопительных насосов системы воздух-воздух, убедительно доказал, что использование возобновляемых источников энергии не только возможно, но и экономически выгодно, несмотря на необходимость первичных капиталовложений.
Что такое приточная вентиляция с обогревом воздуха?
Вентиляция с притоком воздушных масс отличается от стандартных систем кондиционирования. Принцип ее работы заключается в черпании воздуха извне. Таким образом, помимо охлаждения и обогрева такая вентиляция обогащает помещение кислородом, в то время, как обычные кондиционные системы просто циркулируют воздух пространства помещения.
Нагрев приточного воздуха осуществляется в вентиляционном блоке. Вентиляционный блок приточной вентиляции с подогревом обладает высокой теплоотдачей. Поэтому, даже во время сильных морозов, вентиляция беспрерывно подает массы свежего горячего воздуха.
Вентиляция с обогревом производиться за счет воздухообмена. Циркуляция и обогрев притока воздушных масс осуществляется в приточно – вытяжных установках с рекуператором. Черпаемый извне воздух нагревается в рекуператоре, за счет температуры выводящихся воздушных масс. Рекуператор препятствует смешиванию «отработанного» и приточного свежего воздуха.
Другой способ обогрева приточной вентиляции – с помощью рециркуляции. При данном методе обогрева происходит смешивание свежих воздушных масс с «отработанными». Приток воздуха из улицы нагревается до нужной температуры и подается в помещение.
Суточный ход температур
Суточный ход температуры позволяет отслеживать какое время в сутках является наиболее холодным, а какое наиболее теплым. Есть несколько факторов, которые первостепенно влияют на этот показатель:
- Угол падения солнечных лучей на землю.
- Направление ветра.
- Облачность.
Все эти факторы важны, но ключевым является угол падения солнечных лучей на землю. Чем более отвесно падают лучи, те поверхность нагревается сильнее. Соответственно, чем угол наклона меньше, тем поверхность нагревается слабее. Этим объясняется и тот факт, что, например, утром земля нагревается не так интенсивно, как днём.
Здесь нужно сделать очень важное замечание. Все мы знаем, что солнце находится в зените в 12:00 дня, поэтому если рассматривать исключительно прогрев земной поверхности, то максимальная температура должна приходиться также на 12:00
Однако если исследовать суточный ход температуры воздуха, то становится понятным, что наиболее жаркое время — период с 14:00 до 15:00. Связано это с тем, что солнце пригревает не воздух, а поверхность земли, которая в свою очередь уже пробивает воздух. На это нужно время. Поэтому в любых географических изучение нужно понимать, что между прогреванием/охлаждением земной поверхности и прогреванием/охлаждением температуры воздуха должно пройти некоторое время. Также одним из примеров этого — наиболее прохладное время суток приходится на период с 5:00 до 6:00 утра. Летом это время рассвета, но несмотря на то, что солнце уже светит и прогревает земную поверхность, температура воздуха всё ещё прохладная.
Амплитуда температуры
Одним из важнейших метеорологических показателей при исследовании температуры воздуха является амплитуда. В простейшем смысле амплитуда представляет собой разницу между самой высокой и самой низкой суточной температурой воздуха. Максимальная температура замеряется в 14:00 дня, а минимальная в 6:00 утра. Связанно это с тем, о чем мы говорили выше.
В приведённом примере очевидно, что амплитуда суточной температуры воздуха составляет на третьем рисунке 18 градусов.
Среднесуточная температура
Выше уже отмечалось, что на метеорологических станциях температура воздуха измеряется 8 раз в сутки. Поэтому сравнение различных дней по температуре воздуха между собой достаточно трудоемкий процесс. Чтобы упростить, в географии используются такое понять как средняя температура воздуха. Простейшие выражение заключается в определении среднесуточной температурой воздуха. В основе определения этого показателя лежит простое арифметическое среднее. Расчеты производятся на основании входных параметров, которые могут быть двух типов:
- С разными знаками. Это означает, что максимальная температура выше нуля, а минимальная температура ниже нуля. В этом случае отдельно суммируются плюсовые показатели температуры и отдельно суммируются минусовые показателе температуры по абсолютному значению. Затем от наибольшего числа отнимается меньше, и происходит деление на количество замеров.
- С одним знаком. В данном случае и максимальная и минимальная температура находится обоюдно либо выше нуля либо ниже нуля. В этом случае все показатели суточной температуры суммируются и делится на количество замеров.
По опыту известно, что на начальном этапе обучения географии, наибольшие проблемы вызывает определение среднесуточной температурой воздуха по показателям с разными знаками. Давайте рассмотрим пример. За сутки было произведено 8 изомеров и известны следующие их показатели: -2, +3, +6, +9, +7, +2, -3, -4. Нужно произвести следующие действия:
- Находим сумму всех температуру, которые выше нуля. В данном случае это 27 градусов (3 + 6 + 9 + 7 + 2).
- Находим сумму всех температур с отрицательным знаком, но по абсолютному значению. В данном случае это 9 градусов (2 + 3 + 4).
- От большего значения вычитаемое меньшее и делим на количество замеров. Следовательно 27 — 9 = 18 / 8 = 2,25. Значит среднесуточная температура воздуха по приведенным данным составляет +2,25 градусов.
Если большую сумму дают показатели выше нуля, то конечная среднесуточная температура воздуха будет положительной. Если большую сумму дают показатели ниже нуля, только конечный результат будет отрицательным.
Аналогичным образом происходит измерение среднемесячной и среднегодовой температуры воздуха.
Меры предотвращения загрязнения
Сокращение теплового загрязнения возможно только при внедрении мер государственного регулирования. На основании этого возможно применение разных способов снижения вредного воздействия:
- ограничение температуры нагрева;
- использование альтернативных источников энергии;
- сокращение выбросов;
- хозяйственное использование нагретых водных ресурсов.
Тепловое воздействие оказывается равномерно по всей Земле, поэтому локальные меры отдельных предприятий или небольших стран мало влияют на общее состояние климата. Для достижения результатов необходимо вовлечение стран, являющихся крупнейшими источниками тепловых выбросов: Китая, США, России.
Регулирование температуры воды
Одна из мер государственного регулирования – ограничение степени нагрева водохранилищ при выполнении технологических процессов. Такие меры вводятся локальными нормативно-правовыми актами в разных странах. Например, в России установлены следующие ограничения:
- нагрев не более 3 °C от естественного значения;
- температура рек в местах обитания лососевых не должна быть выше 20 °C;
- распространение нагрева: не более 120 км в длину, 1 км – в глубину.
Для соблюдения этих требований на предприятиях организуются дополнительные сооружения: охладительные бассейны, градирни. Избыточное тепло вместо спуска в водоемы может подаваться в городскую систему водоснабжения.
Альтернативные источники энергии
Более 80% мировой энергии производится из источников, связанных с тепловым загрязнением: нефть, уголь, газ, атомная энергетика.
Для восстановления теплового баланса на Земле подходят следующие альтернативные виды энергетики:
- солнечная;
- геотермальная.
В обоих случаях для получения энергии используются естественные источники, за счет чего может произойти замещение традиционной энергетики и поглощение тепла, вырабатываемого естественным способом.
Снижение количества выбросов
Снизить размер выбросов в атмосферу или воду можно двумя путями:
- сократить объемы производства;
- использовать новые технологии.
Солнечные панели – безопасный источник энергии
Из-за роста численности населения сокращение объемов производства невозможно, поэтому остается только разрабатывать и внедрять новые технологии. Место традиционных источников выбросов должны занять новые. Другой способ – рационально использовать ресурсы. Например, атомная энергетика вырабатывает в 3-4 раза больше энергии, чем отправляет потребителям.
Остатки служат источником теплового заражения окружающей среды. Существенный вклад в рациональное использование ресурсов может внести транспорт: использование групповых (общественных) видов вместо индивидуальных, переход с дизельного топлива на электродвигатели и газ.
Электробус – общественный транспорт
Использование нагретой воды в других целях
Распространена практика, при которой нагретая вода используется для задач, не связанных с основной деятельностью источника. При электростанциях на водохранилищах организуются рыбные хозяйства, в которых возможно круглогодичное разведение разных пород: например, осетров. Кроме этого, нагретая вода может использоваться для орошения полей, теплоснабжения населенных пунктов, создания искусственных водоемов для обитания птиц.
Составляющие нейтрального газа
Удобно разделить атмосферные области в соответствии с двумя температурными минимумами на высоте около 12 километров (7,5 миль) ( тропопауза ) и примерно на высоте 85 километров (53 мили) ( мезопауза ) (Рисунок 1). Термосфера (или верхняя атмосфера) — это область высот выше 85 километров (53 миль), а область между тропопаузой и мезопаузой — это средняя атмосфера ( стратосфера и мезосфера ), где поглощение солнечного УФ-излучения генерирует температурный максимум около высота 45 километров (28 миль) и вызывает озоновый слой.
Рис. 1. Номенклатура атмосферных областей на основе профилей электропроводности (слева), температуры (в центре) и концентрации электронов в м −3 (справа).
Плотность атмосферы Земли уменьшается почти экспоненциально с высотой. Общая масса атмосферы составляет M = ρ A H 1 кг / см 2 в пределах одного квадратного сантиметра столба над землей (при ρ A = 1,29 кг / м 3 плотность атмосферы на земле на высоте z = 0 м. , H ≃ 8 км — средняя высота в масштабе атмосферы ). Восемьдесят процентов этой массы сосредоточено в тропосфере . Масса термосферы на высоте около 85 километров (53 мили) составляет всего 0,002% от общей массы. Следовательно, нельзя ожидать значительной энергетической обратной связи от термосферы к нижним слоям атмосферы.
Турбулентность заставляет воздух в нижних слоях атмосферы ниже турбопаузы на расстоянии примерно 110 километров (68 миль) быть смесью газов, которая не меняет своего состава. Его средний молекулярный вес составляет 29 г / моль с молекулярным кислородом (O 2 ) и азотом (N 2 ) в качестве двух основных компонентов. Однако выше турбопаузы диффузионное разделение различных компонентов является значительным, так что каждый компонент следует своей структуре барометрической высоты с высотой шкалы, обратно пропорциональной ее молекулярной массе. Более легкие составляющие атомарный кислород (O), гелий (He) и водород (H) последовательно доминируют на высоте около 200 километров (124 миль) и меняются в зависимости от географического положения, времени и солнечной активности. Отношение N 2 / O, которое является мерой электронной плотности в F-области ионосферы, сильно зависит от этих изменений. Эти изменения следуют из диффузии второстепенных компонентов через основной газовый компонент во время динамических процессов.
Термосфера содержит заметную концентрацию элементарного натрия, расположенную в полосе толщиной 10 километров (6,2 мили), которая находится на краю мезосферы, от 80 до 100 километров (от 50 до 62 миль) над поверхностью Земли. Средняя концентрация натрия составляет 400 000 атомов на кубический сантиметр. Эта полоса регулярно пополняется за счет сублимации натрия от приходящих метеоров. Астрономы начали использовать эту натриевую полосу для создания « звезд-проводников » в рамках процесса оптической коррекции при проведении сверхчетких наземных наблюдений.
Достоинства и недостатки
При всем удобстве калориферы потребляют большое количество электроэнергии
Водяные и паровые калориферы, предназначенные для отопления производственных помещений, крайне выгодны, поскольку не требуют дополнительных вложений. Финансовые средства затрачиваются только на приобретение устройства. Их достоинства:
- быстрое достижение желаемой температуры воздуха;
- простой монтаж;
- безопасность;
- надежность;
- возможность регулировки уровня обогрева.
Из недостатков отмечаются:
- использование в помещениях с плюсовой температурой воздуха;
- невозможность применения для обогрева квартир;
- требуется оборудование для обеспечения воздушной тяги;
- если прекращается подача теплоносителя, система перестает работать.
Последний пункт справедлив и для электрокалориферов, только касается перебоев с подачей электроэнергии.
Требования к документу
У комиссии должен быть бланк акта. Если он составляется без него, обязательно выдерживаются следующие пункты:
- В документе указывается полный и точный адрес квартиры. Необходимо записать и сведения о владельце.
- Потом идет перечисление характеристик жилья. Указывается количество комнат, этаж помещения, насколько жилье утеплено.
- Даются и технические характеристики отопительной системы. Что должно быть в них? Схема разводки, температура наружная теплообменников, фактическая температура теплоносителей (и на подаче, и на обратке).
- Указывается температура и влажность воздуха, температура внутренне поверхности стены.
- В итоге акта должна быть указана (или указаны) причины того, что температура в квартире понижена или повышена.
Составленный и подписанный акт передается в Управляющую Компанию или в теплоснабжающую организацию, они должны предпринять меры к исправлению ситуации.
При отсутствии реакции потребитель вправе обратиться в прокуратуру, в Роспотребнадзор. При крайних обстоятельствах – в суд
Но важно, чтобы иск в суд был составлен после того, как не дали результата обращения в другие организации. Важно иметь на руках доказательства попыток досудебного урегулирования проблемы
Энтропия сухого воздуха
В таблице представлены значения такого теплофизического свойства воздуха, как удельная энтропия. Значения энтропии даны для сухого воздуха в размерности кДж/(кг·град) в зависимости от температуры и давления. Удельная энтропия указана в таблице в интервале температуры от -50 до 50°С при давлении воздуха от 90 до 110 кПа. Следует отметить, что при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа) и температуре, например 30°С, удельная энтропия воздуха равна 0,1044 кДж/(кг·град).
- Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
- Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная теника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справ./ Под ред. С.Н. Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. — СПб.: СПбГАХПТ, 1999.- 320 с.
Как происходит измерение
Каждый из нас знает, что для определения температуры воздуха используют термометр. Это, наверное, один из самых распространённых метеорологических приборов, который используется активно в повседневной жизни
При работе с этим прибором очень важно правильно определить место его установки, поскольку в противном случае прибор будет определять не температуру воздуха, а показывать насколько прогрелся сам прибор. Правильная установка термометров прослеживается по тому, как они устанавливаются на метеорологических станциях
Там для этого используются специальные будки, которые устанавливаются на высоте 2м от земли.
Эти будки являются неотложными, выполнены из дерева и продуваются со всех сторон. В результате воздух может проникать свободно со всех сторон. Таблица: Температура воздуха в различных регионах Земли
Тип | Количество сезонов | MAX температуры | MIN температуры |
Экваториальный | 1 | положит. | положит. |
Тропический | 1 | положит. | положит. |
Умеренный | 4 | положит. | отрицат. |
Полярный | 1 | отрицат. | отрицат. |
Годовое изменение температуры воздуха на прямую зависит от географического положения региона. Например, если мы говорим о странах с экваториальным климатом, то здесь наблюдается одно время, а колебание амплитуды температуры воздуха незначительная. Тоже самое можно говорить и про полярные области, однако, здесь будет не тепло, а холодно. Если рассматривать амплитуду колебания температуры, то, например, на экваторе для большинства регионов она не превышает 2 градусов. Для умеренных широт Северного полушария, к которым относится в том числе наша страна, амплитуда будет составлять порядка 28-30 градусов. Также большое влияние оказывают ветры, морские течения, рельеф местности и так далее. Все эти факторы в совокупности формируют климат, которые в том числе выражается и температуре воздуха. В результате многолетних наблюдений за температурой воздуха в каждом регионе, мы понимаем, какая примерно погода будет в тот или иной месяц.
Таблица удельной теплоемкости пищевых продуктов
В таблице приведены значения средней удельной теплоемкости пищевых продуктов (овощей, фруктов, мяса, рыбы, хлеба, вина и т. д.) в диапазоне температуры 5…20°С и нормальном атмосферном давлении.
Продукты | C, Дж/(кг·К) |
---|---|
Абрикосы | |
Ананасы | |
Апельсины | |
Арбуз | |
Баклажаны | |
Брюква | |
Ветчина | |
Вино крепленое | |
Вино сухое | |
Виноград | |
Вишня | |
Говядина и баранина жирная | |
Говядина и баранина маложирная | |
Горох | |
Грибы свежие | |
Груши | |
Дрожжи прессованные | |
Дыни | |
Ежевика | |
Земляника | |
Зерно пшеничное | |
Кабачки | |
Капуста | |
Картофель | |
Клубника | |
Колбасы | |
Крыжовник | |
Лимоны | |
Лук | |
Макароны не приготовленные | |
Малина | |
Мандарины | |
Маргарин сливочный | |
Масло анисовое | |
Масло мятное | |
Масло сливочное | |
Масло сливочное топленое | |
Мед | |
Молоко сухое | |
Морковь | |
Мороженое (при -10С) | |
Мука | |
Огурцы | |
Пастила | |
Патока | |
Перец сладкий | |
Печенье | |
Помидоры | |
Пряники | |
Редис | |
Рыба жирная | |
Рыба нежирная | |
Салат зеленый | |
Сало топленое | |
Сахар кусковой | |
Сахарный песок | |
Свекла | |
Свинина жирная | |
Свинина нежирная | |
Слива | |
Сметана | |
Смородина черная | |
Сода | |
Соль поваренная (2% влажности) | |
Спаржа | |
Сыр жирный | |
Творог | |
Телятина жирная | |
Телятина нежирная | |
Тесто заварное | |
Тыква | |
Хлеб (корка) | |
Хлеб (мякиш) | |
Черешня | |
Чернослив | |
Чеснок | |
Шоколад | |
Шпинат | |
Яблоки | |
Яйцо куриное |
- Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. Учебник для вузов, изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: «Энергия», 1975.
- Тепловые свойства металлов и сплавов. Справочник. Лариков Л. Н., Юрченко Ю. Ф. — Киев: Наукова думка, 1985. — 439 с.
- Физические величины. Справочник. А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др. Под ред. И. С. Григорьева — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
- Еремкин А. И., Королева Т. И. Тепловой режим зданий: Учебное пособие. — М.: Издательство ACB, 2000 — 368 с.
- Кириллов П. Л., Богословская Г. П. Тепломассобмен в ядерных энергетических установках: Учебник для вузов.
- Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. М.: «Энергия», 1977. — 344 с. с ил.
- Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
- Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов, М.: НИИ строительной физики, 1969 — 142 с.
- Добрынин В. М., Вендельштейн Б. Ю., Кожевников Д. А. Петрофизика: Учеб. для вузов. 2-ое изд. перераб. и доп. под редакцией доктора физико-математических наук Д. А. Кожевникова — М.: ФГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. — 368 с., ил.
- В. Блази. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2005. — 536 с.
- Енохович А. С. Справочник по физике. М.: «Просвещение», 1978. — 415 с. с ил.
- Строительная теплотехника СНиП II-3-79. Минстрой России — Москва 1995.
- Мустафаев Р. А. Теплофизические свойства углеводородов при высоких параметрах состояния. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 312 с.
- Новиченок Н. Л., Шульман З. П. Теплофизические свойства полимеров. Минск, «Наука и техника» 1971. — 120 с.
- Шелудяк Ю. Е., Кашпоров Л. Я. и др. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. М., 1992. — 184 с.
Уде́льная теплоёмкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин. Удельная теплоемкость обозначается буквой c и измеряется в Дж/кг*Кельвин.
Единицей СИ для удельной теплоёмкости является джоуль на килограмм-кельвин. Следовательно, удельную теплоёмкость можно рассматривать как теплоёмкость единицы массы вещества. На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C.
Формула расчёта удельной теплоёмкости: , где — удельная теплоёмкость, — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, — разность конечной и начальной температур вещества.
Основные виды обогревателей
Сегодня существует 6 основных типов электрических обогревающих приборов, различающиеся между собой принципом действия:
1. Тепловентилятор, подходящий для оперативного прогрева дачи, гаража или, например, ванной комнаты. Внутри такого прибора находятся 4 пружины, которые после включения нагреваются до высокой температуры. А потом уже вентилятор гонит горячий воздух в помещение, нуждающееся в прогреве.
Плюсами подобного обогревателя можно считать быстрый нагрев даже большого помещения и невысокую стоимость.
А минусами — низкое КПД и шум, долго слушать который просто невыносимо.
2. Масляный обогреватель (один из самых популярных на сегодняшний день). Внутри его корпуса находится нагревающаяся спираль и минеральное масло, являющееся рабочей средой с небольшим температурным расширением.
Плюсы устройства: небольшая цена, бесшумность, безопасность и поддерживание тепла в помещении даже после выключения.
Минусы: солидные габариты и низкая скорость нагрева.
3. Электрокамин, принцип работы которого схож с принципом работы его дровяного «собрата» с живым огнем.
Плюсами прибора являются его эстетический внешний вид и хорошее КПД, а минусом — высокая стоимость.
4. Конвектор (главный конкурент масляного обогревателя). Внутри этого устройства нагревается поступающий холодный воздух, который затем выходит наружу через решетки типа жалюзи. И сразу же заходит (поднимается) следующая порция холодного воздушного потока. Так обеспечивается циркуляция тепла по обслуживаемому помещению. В общем, принцип работы конвектора схож с принципом работы батареи отопления.
Плюсов у такого прибора масса. Он:
- легкий;
- компактный;
- мгновенно нагревает помещение;
- может работать круглые сутки;
- тихий;
- и абсолютно безопасный.
Есть и один минус: все та же высокая стоимость.
5. ИК-обогреватель (инфракрасный). Новинка на рынке современного обогревающего оборудования. Работает «как солнце»: установленная внутри корпуса кварцевая лампа излучает инфракрасные волны. А они уже несут в пространство тепловую энергию. Нисколько не вредя при этом человеку.
Плюсы:
- направленное действие (то есть греет человека и предметы в помещении, а не воздух);
- и сбережение электроэнергии.
К минусам можно отнести накал лампы до 200 градусов, свечение (которое, скажем, может кому-то мешать спать), а также относительную хрупкость устройства.
6. Карбоновый обогреватель. Его структура и принцип действия аналогичны характеристикам ИК-приборов. Но кварцевая лампа в таких устройствах заменена на особую углеродную карбоновую спираль.
Плюсы те же, что и у ИО, а минусом является серьезная цена, которая по карману далеко не каждому пользователю.
Радиация
Это диаграмма времен года. Помимо плотности падающего света, рассеивание света в атмосфере больше, когда он падает под небольшим углом.
Атмосферные физики обычно делят радиацию на солнечную (испускаемую солнцем) и земную радиацию (испускаемую поверхностью Земли и атмосферой).
Солнечное излучение содержит волны разных длин. Видимый свет имеет длину волны от 0,4 до 0,7 мкм. Более короткие длины волн известны как ультрафиолетовая (УФ) часть спектра, в то время как более длинные волны сгруппированы в инфракрасную часть спектра. Озон наиболее эффективно поглощает излучение размером около 0,25 микрометра, где в спектре лежат УФ-лучи. Это увеличивает температуру ближайшей стратосферы . Снег отражает 88% УФ-лучей, песок — 12%, а вода отражает только 4% поступающего УФ-излучения. Чем больше угол между атмосферой и солнечными лучами, тем больше вероятность того, что энергия будет отражаться или поглощаться атмосферой .
Земная радиация излучается на гораздо более длинных волнах, чем солнечная радиация. Это потому, что Земля намного холоднее Солнца. Радиация испускается Землей в диапазоне длин волн, как это формализовано в законе Планка . Длина волны максимальной энергии составляет около 10 микрометров.