Eneo 09
Uhandisi wa joto
Jinsi joto linavyosafiri, na jinsi ya kulizuia lisiingie au lisitoke
Uhandisi wa joto unahusu joto: jinsi linavyotiririka kutoka vitu vyenye joto zaidi kwenda vitu vyenye baridi zaidi, na jinsi wahandisi wanavyotumia vifaa, vihami joto na maumbo ili nyumba ibaki na joto, kinywaji kibaki baridi au mashine isipate joto kupita kiasi.
Linamfaa nani
Watoto wanaojiuliza kwa nini kijiko cha chuma hupata joto ndani ya chai, na wanafunzi wanaopenda majaribio kwa vitu vya kila siku.
Utakachojifunza
- Jinsi joto linavyotiririka kutoka kitu chenye joto zaidi kwenda kitu chenye baridi zaidi
- Kwa nini baadhi ya vifaa hupitisha joto vizuri na vingine ni vihami joto
- Vitu hupata joto na kupoa kwa kasi gani, na hilo hutegemea nini
- Jinsi wahandisi wanavyochagua vifaa kulingana na sifa zake za joto
Mifano ya majaribio
-
Pasha moto ncha moja ya fimbo zilizotengenezwa kwa vifaa tofauti, kisha ulinganishe jinsi ncha nyingine inavyopata joto kwa haraka.
-
Funika kikombe pepe kwa tabaka tofauti za vihami joto na uone kinywaji kinabaki moto kwa muda gani.
-
Badilisha unene wa ukuta na ulinganishe kiasi cha joto kinachopita ndani yake.
Vitu unavyoweza kujenga
-
Sanduku la chakula lenye kihami joto kizuri
-
Ukuta unaofanya chumba kibaki na joto
-
Kipoza joto rahisi (heat sink) kwa ajili ya kijenzi cha kielektroniki
Mifano hii inaonyesha aina ya kazi katika eneo hili. Masomo yatakayochapishwa yanaweza kutofautiana.
Mambo ambayo uigaji hurahisisha
- Uhamishaji wa joto hukokotolewa kwa modeli za kujifunzia zilizorahisishwa, zikiwa na sifa chache tu kwa kila kifaa.
- Hewa inayosogea na mwanga wa jua vimerahisishwa; majengo na mashine halisi ni changamano zaidi na huhitaji ukaguzi wa wataalamu.
Kila uigaji hurahisisha uhalisia. Kujua jinsi unavyofanya hivyo ni sehemu ya kujifunza uhandisi.
Uhusiano na masomo ya shule
Fizikia (joto na halijoto), kemia (vifaa), jiografia (tabianchi), usanifu na teknolojia
Uhusiano na maeneo mengine
Uhandisi wa joto unahusiana na miundo na vifaa vya ujenzi, saketi za umeme (vijenzi hupata joto) na mifumo ya udhibiti (vidhibiti-joto).
Ni vizuri kujua
Chupa ya ombwe (thermos) huweka vinywaji vikiwa moto au baridi kwa sababu hupunguza kasi ya kila njia ambayo joto linaweza kusafiri.