Oblasť 09
Tepelná technika
Ako sa šíri teplo a ako ho udržať vnútri alebo vonku
Tepelná technika sa zaoberá teplom: ako prechádza z teplejších telies na chladnejšie a ako inžinieri využívajú materiály, tepelnú izoláciu a tvar, aby udržali domov v teple, nápoj chladný alebo zabránili prehriatiu stroja.
Pre koho je vhodná
Deti, ktoré zaujíma, prečo sa kovová lyžička v čaji zohreje, a žiaci, ktorí radi robia pokusy s bežnými materiálmi.
Čo sa naučíš
- Ako teplo prechádza z teplejšieho telesa na chladnejšie
- Prečo niektoré materiály dobre vedú teplo a iné tepelne izolujú
- Ako rýchlo sa veci zohrievajú a ochladzujú a od čoho to závisí
- Ako inžinieri vyberajú materiály podľa ich tepelných vlastností
Príklady pokusov
-
Zohrievaj jeden koniec tyčí z rôznych materiálov a porovnaj, ako rýchlo sa zohreje druhý koniec.
-
Obaľ virtuálny hrnček rôznymi izolačnými vrstvami a sleduj, ako dlho zostane nápoj horúci.
-
Zmeň hrúbku steny a porovnaj, koľko tepla cez ňu prejde.
Čo môžeš postaviť
-
Dobre izolovaný box na desiatu
-
Stena, ktorá udrží teplo v izbe
-
Jednoduchý chladič pre elektronickú súčiastku
Tieto príklady ukazujú, aká práca ťa v tejto oblasti čaká. Zverejnené lekcie sa môžu líšiť.
Čo simulácia zjednodušuje
- Prenos tepla sa počíta pomocou zjednodušených výučbových modelov a niekoľkých vlastností každého materiálu.
- Prúdenie vzduchu a slnečné žiarenie sú zjednodušené; skutočné budovy a stroje sú zložitejšie a potrebujú odbornú kontrolu.
Každá simulácia zjednodušuje skutočnosť. Vedieť, ako ju zjednodušuje, je súčasťou učenia sa inžinierstva.
Prepojenie so školskými predmetmi
Fyzika (teplo a teplota), chémia (materiály), geografia (podnebie), dizajn a technika
Prepojenie s ďalšími oblasťami
Tepelná technika súvisí s konštrukciami a materiálmi, s elektrickými obvodmi (súčiastky sa zahrievajú) a s riadiacimi systémami (termostaty).
Dobré vedieť
Termoska udrží nápoje horúce alebo studené, pretože spomaľuje všetky spôsoby, ktorými sa teplo môže šíriť.