Područje 09
Toplinska tehnika
Kako se toplina prenosi i kako je zadržati unutra ili vani
Toplinska tehnika bavi se toplinom: kako prelazi s toplijih tijela na hladnija i kako inženjeri pomoću materijala, toplinske izolacije i oblika održavaju dom toplim, piće hladnim, a stroj zaštićenim od pregrijavanja.
Kome odgovara
Djeci koja se pitaju zašto se metalna žlica u čaju zagrije te učenicima koji vole pokuse sa svakodnevnim materijalima.
Što ćeš naučiti
- Kako toplina prelazi s toplijeg tijela na hladnije
- Zašto neki materijali dobro vode toplinu, a drugi toplinski izoliraju
- Koliko se brzo tijela zagrijavaju i hlade te o čemu to ovisi
- Kako inženjeri biraju materijale prema njihovim toplinskim svojstvima
Primjeri pokusa
-
Zagrij jedan kraj šipki od različitih materijala i usporedi koliko se brzo zagrijava drugi kraj.
-
Omotaj virtualnu šalicu različitim izolacijskim slojevima i pogledaj koliko dugo piće ostaje vruće.
-
Mijenjaj debljinu zida i usporedi koliko topline prolazi kroz njega.
Što možeš izgraditi
-
Dobro izolirana kutija za užinu
-
Zid koji održava sobu toplom
-
Jednostavan hladnjak za elektroničku komponentu
Ovi primjeri pokazuju kakav se rad obavlja u ovom području. Objavljene lekcije mogu se razlikovati.
Što simulacija pojednostavljuje
- Prijenos topline izračunava se pomoću pojednostavljenih nastavnih modela i nekoliko svojstava za svaki materijal.
- Strujanje zraka i sunčeva svjetlost pojednostavljeni su; prave zgrade i strojevi složeniji su i trebaju stručne provjere.
Svaka simulacija pojednostavljuje stvarnost. Razumjeti kako to čini dio je učenja inženjerstva.
Veze sa školskim predmetima
Fizika (toplina i temperatura), kemija (materijali), geografija (klima), tehnička kultura
Veze s drugim područjima
Toplinska tehnika povezana je s konstrukcijama i materijalima, sa strujnim krugovima (dijelovi se zagrijavaju) i sa sustavima upravljanja (termostati).
Dobro je znati
Termosica održava piće vrućim ili hladnim jer usporava sve načine na koje se toplina može prenositi.