תחום 09
הנדסה תרמית
איך חום עובר, ואיך שומרים אותו בפנים או בחוץ
הנדסה תרמית עוסקת בחום: איך הוא עובר מגופים חמים יותר לגופים קרים יותר, ואיך מהנדסים ומהנדסות משתמשים בחומרים, בבידוד תרמי ובצורה כדי לשמור על בית חם, על משקה קר או על מכונה מפני התחממות יתר.
למי זה מתאים
ילדים שתוהים למה כפית מתכת מתחממת בתה, ולומדים שאוהבים ניסויים בחומרים מחיי היומיום.
מה תלמדו
- איך חום עובר מגוף חם יותר לגוף קר יותר
- למה יש חומרים שמוליכים חום היטב ויש חומרים שמבודדים
- באיזו מהירות דברים מתחממים ומתקררים, ובמה זה תלוי
- איך מהנדסים בוחרים חומרים לפי התכונות התרמיות שלהם
דוגמאות לניסויים
-
חממו קצה אחד של מוטות מחומרים שונים, והשוו באיזו מהירות מתחמם הקצה השני.
-
עטפו כוס וירטואלית בשכבות בידוד שונות, ובדקו כמה זמן המשקה נשאר חם.
-
שנו את העובי של קיר, והשוו כמה חום עובר דרכו.
מה אפשר לבנות
-
קופסת אוכל מבודדת היטב
-
קיר ששומר על החום בחדר
-
גוף קירור פשוט לרכיב אלקטרוני
הדוגמאות האלה מראות את סוג העבודה בתחום הזה. השיעורים שיפורסמו בפועל עשויים להיות שונים.
מה ההדמיה מפשטת
- מעבר החום מחושב בעזרת מודלים לימודיים מפושטים ובעזרת מספר קטן של תכונות לכל חומר.
- תנועת האוויר ואור השמש מתוארים בצורה מפושטת; בניינים ומכונות אמיתיים מורכבים יותר, וזקוקים לבדיקות מקצועיות.
כל הדמיה מפשטת את המציאות. ההבנה איך היא עושה זאת היא חלק מלימוד ההנדסה.
קשרים למקצועות הלימוד בבית הספר
פיזיקה (חום וטמפרטורה), כימיה (חומרים), גאוגרפיה (אקלים), עיצוב וטכנולוגיה
קשרים לתחומים אחרים
הנדסה תרמית קשורה למבנים ולחומרים, למעגלים חשמליים (רכיבים מתחממים) ולמערכות בקרה (תרמוסטטים).
טוב לדעת
תרמוס שומר על משקאות חמים או קרים, כי הוא מאט את כל הדרכים שבהן חום יכול לעבור.