Àmbit 09
Enginyeria tèrmica
Com es transmet la calor, i com mantenir-la a dins o a fora
L’enginyeria tèrmica tracta de la calor: com passa dels objectes més calents als més freds, i com els enginyers fan servir els materials, l’aïllament tèrmic i la forma per mantenir calenta una casa, fresca una beguda o evitar que una màquina s’escalfi massa.
A qui s’adreça
Infants que es pregunten per què una cullera de metall s’escalfa dins del te, i estudiants a qui agraden els experiments amb materials quotidians.
Què aprendràs
- Com passa la calor d’un cos més calent a un de més fred
- Per què alguns materials condueixen bé la calor i d’altres són aïllants tèrmics
- Amb quina rapidesa s’escalfen i es refreden les coses, i de què depèn
- Com trien els enginyers els materials segons les seves propietats tèrmiques
Experiments d’exemple
-
Escalfa un extrem de barres fetes de materials diferents i compara amb quina rapidesa s’escalfa l’altre extrem.
-
Embolica una tassa virtual amb diferents capes aïllants i observa quant de temps es manté calenta la beguda.
-
Canvia el gruix d’una paret i compara quanta calor la travessa.
Coses que pots construir
-
Una carmanyola ben aïllada
-
Una paret que manté calenta una habitació
-
Un dissipador de calor senzill per a un component electrònic
Aquests exemples mostren el tipus de treball d’aquest àmbit. Les lliçons publicades poden ser diferents.
Què simplifica la simulació
- La transmissió de calor es calcula amb models didàctics simplificats i unes poques propietats per a cada material.
- El moviment de l’aire i la llum del sol se simplifiquen; els edificis i les màquines reals són més complexos i necessiten revisions professionals.
Tota simulació simplifica la realitat. Saber com ho fa forma part d’aprendre enginyeria.
Relació amb les matèries escolars
Física (calor i temperatura), química (materials), geografia (clima), disseny i tecnologia
Connexions amb altres àmbits
L’enginyeria tèrmica està relacionada amb les estructures i els materials, amb els circuits elèctrics (els components s’escalfen) i amb els sistemes de control (termòstats).
Bo de saber
Un termo manté les begudes calentes o fredes perquè alenteix totes les maneres com es pot transmetre la calor.