Sritis 09
Šilumos technika
Kaip juda šiluma ir kaip ją išlaikyti viduje arba neįleisti
Šilumos technika nagrinėja šilumą: kaip ji pereina nuo šiltesnių kūnų prie šaltesnių ir kaip inžinieriai, pasitelkę medžiagas, šilumos izoliaciją ir formą, išlaiko namus šiltus, gėrimus vėsius, o mašinas apsaugo nuo perkaitimo.
Kam tinka
Vaikams, kuriems įdomu, kodėl metalinis šaukštelis arbatoje įkaista, ir besimokantiesiems, kurie mėgsta eksperimentus su kasdienėmis medžiagomis.
Ko išmoksi
- Kaip šiluma pereina nuo šiltesnio kūno prie šaltesnio
- Kodėl vienos medžiagos gerai laidžios šilumai, o kitos yra geri šilumos izoliatoriai
- Kaip greitai daiktai įšyla ir atvėsta ir nuo ko tai priklauso
- Kaip inžinieriai renkasi medžiagas pagal jų šilumines savybes
Eksperimentų pavyzdžiai
-
Įkaitink skirtingų medžiagų strypų vieną galą ir palygink, kaip greitai įšyla kitas galas.
-
Apvyniok virtualų puodelį skirtingais šilumą izoliuojančiais sluoksniais ir pažiūrėk, kiek laiko gėrimas išlieka karštas.
-
Keisk sienos storį ir palygink, kiek šilumos pro ją praeina.
Ką gali sukonstruoti
-
Priešpiečių dėžutė su gera šilumos izoliacija
-
Siena, kuri išlaiko šilumą kambaryje
-
Paprastas aušinimo radiatorius elektroninei detalei
Šie pavyzdžiai parodo, kokio pobūdžio darbai atliekami šioje srityje. Paskelbtos pamokos gali skirtis.
Ką supaprastina modeliavimas
- Šilumos perdavimas apskaičiuojamas taikant supaprastintus mokomuosius modelius ir kelias kiekvienos medžiagos savybes.
- Judančio oro ir saulės šviesos poveikis supaprastintas; tikri pastatai ir mašinos sudėtingesni, jiems reikia profesionalių patikrų.
Kiekvienas modeliavimas supaprastina tikrovę. Žinoti, kaip jis tai daro, – inžinerijos mokymosi dalis.
Sąsajos su mokomaisiais dalykais
Fizika (šiluma ir temperatūra), chemija (medžiagos), geografija (klimatas), dizainas ir technologijos
Sąsajos su kitomis sritimis
Šilumos technika susijusi su konstrukcijomis ir medžiagomis, elektros grandinėmis (detalės įšyla) ir valdymo sistemomis (termostatai).
Verta žinoti
Termosas išlaiko gėrimus karštus arba šaltus, nes sulėtina visus būdus, kuriais gali sklisti šiluma.