난방의 고대 역사
진화의 초기 단계에서도 인간은 다음과 같은 지역에서 살기가 더 쉬웠습니다.
인류가 존재하게 된 요인 중 하나는지구에 대한 지배적인 견해는 우리 주변의 신체, 액체 및 가스가 가열될 수 있고 열로 인해 우리가 삶을 더 편안하고 만족스럽고 쉽게 만들 수 있다는 이해가 되었습니다. 물론 원시인은 불을 사용하는 기술을 즉시 습득하지 못했습니다 (더욱더 연소의 관점에서가 아니라 정확하게 가열). 인간이 요리와 난방을 위해 불을 사용한 최초의 증거는 동아프리카에서 발견되었습니다: Baringo 호수 근처의 Chesowanyi, 케냐의 Koobi Fora 및 Ologesalirie.
따라서 Chesovagni의 증거는 다음과 같습니다.142만년 전의 황토 조각입니다. 경도로 판단하면 400 ° C로 가열되었습니다. 케냐에서는 약 150만 년 전의 호모 에렉투스 불의 사용에 대한 증거가 발견되었으며 200-400°C의 온도에서만 형성될 수 있는 붉은 침전물이 있습니다.
난방이란 무엇입니까?
난방은 자연 또는 인공온도 상승의 물리적 과정. 이것은 내부 에너지 또는 외부로부터의 에너지 공급 때문일 수 있습니다. 후자의 경우 발열체가 사용됩니다. 설계는 화재에서 원자로까지 매우 다를 수 있습니다.
에너지원의 차이 외에도 프로세스 자체는가열은 외부 및 내부 모두에서 발생할 수 있습니다. 최근의 예는 다음과 같습니다: 마그마 흐름에 의해 전달되는 에너지로 인해 지구 핵에서 생성된 열; 전기 분해 중 솔루션 또는 현대 담배 가열 시스템. 외부에서 가열하면 모든 것이 간단합니다. 고전적인 불, 난방, 전자 레인지입니다.
가열은 속도를 증가시켜 발생몸을 구성하는 분자와 원자의 움직임이나 진동. 이 과정은 다른 신체에서 다른 방식으로 발생합니다. 우리가 가스에 대해 이야기하고 있다면, 그 분자는 가스로 채워진 전체 부피에서 무작위로 고속(초당 수백 미터가 될 수 있음)으로 움직입니다. 이동하는 동안 분자가 충돌하고 서로 튕겨져 이동 속도와 방향이 바뀝니다. 액체의 경우 분자는 평형 위치에 대해 진동합니다. 그 이유는 액체가 서로 매우 가깝고 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있는 경우가 상대적으로 드물기 때문입니다. 고체에서 입자는 평형 위치에 대해 진동합니다. 위의 모든 경우에 가열하면 입자의 속도가 증가한다는 사실로 이어집니다. 따라서 입자의 무질서한 운동은 일반적으로 물리학에서 열이라고 합니다. 그리고 몸 자체의 가열은 열용량과 열전도율에 달려 있습니다.
열용량- 가열(냉각) 과정에서 신체가 흡수하거나 방출하는 열의 양을 1K(켈빈) 단위로 나타냅니다.
열 전도성- 신체가 더 많은 열을 전도하는 능력입자(원자, 분자, 전자)의 무질서한 움직임에 의해 신체의 가열된 부분이 덜 가열된 부분으로 전환됩니다. 이러한 열 교환은 온도 분포가 균일하지 않은 모든 물체에서 발생할 수 있지만 열 전달 메커니즘은 물질의 응집 상태에 따라 다릅니다.
오늘날 난방은 다양한 분야에서 사용됩니다.인간 생활의 영역: 요리와 난방 등의 가정용 사용에서부터 과학 실험과 운송에 이르기까지. 그리고 자연 자체는 얼음이 녹고, 기후 변화, 세계 해양의 수온 상승, 동식물 변화, 화학 물질 및 암석이 형성되는 과정을 사용합니다.
비등
끓이는 가장 일반적인 가열 방법인간만이 사용하는 물. 끓는 물이 필요한 것은 음식을 요리하는 것만이 아닙니다. 끓이면 물에 사는 대부분의 기생충을 파괴하고 음식의 오염을 제거하며 지방 오염으로부터 물건을 청소할 수 있습니다.
끓이는 과정은 세 단계로 구성됩니다.첫 번째에는 용기 바닥에서 미끄러지는 물에 기포가 나타나고 두 번째에는 기포가 표면으로 빠르게 상승하기 시작하고 탁도가 발생하여 샘에서 흐르는 물과 비슷합니다. 세 번째 단계에서는 물이 끓기 시작하고 큰 기포가 표면에 도달하고 물이 뿌릴 수 있습니다.
끓는 과정에는 증기가 방출됩니다.또한 끓는 동안 콜로이드 입자의 먼지가 침전되고 염분이 침전되고 휘발성 성분과 유리 염소의 농도가 감소하기 때문에 물이 부드러워집니다.
하지만 오래 끓이면비 휘발성 물질의 농도. 끓는 물에 물을 가열해도 중금속, 살충제, 제초제, 질산염, 페놀 및 오일 제품을 파괴할 수 없습니다. 끓는 물에서 몇 분 또는 몇 시간 동안 꽤 오랫동안 생존할 수 있는 미생물이 있습니다. 밀폐된 스팀오토클레이브에서 134°C에서 18분간 끓여도 프리온은 비활성화되지 않는다.
식품의 열처리
열처리는 다양한 요리에 사용됩니다.수많은 제품에 대한 사람들과 문화. 일반적으로 이러한 가공에는 세 가지 목표가 있습니다. 연화, 맛 또는 모양 개선, 특히 육류 제품의 경우 오염 제거입니다.
요리뿐만 아니라끓는 과정뿐만 아니라 찜 과정과 저온에서도 동일한 유형의 가공에는 제품을 진공 포장으로 조리하는 경우 수비드(Sous Vide) 조리가 포함됩니다. 또한, 110~130°C의 온도에서 과도한 압력을 가해 조리하는 오토클레이브에서 조리하는 방법도 있습니다.
열처리의 또 다른 유형은 튀김,두 번째로 일반적인 요리 방법. 이 제품은 표면이 뜨거운 지방의 얇은 층으로 번지는 접시에 부착됩니다. 밀가루 제품과 특별한 범주의 요리에 대해 이야기하는 경우 호브 또는 오븐에서 베이킹이 사용됩니다. 그리고 육류와 생선 제품은 종종 뜨거운 연기와 차가운 연기를 사용하여 훈제됩니다.
서빙 전이나 서빙 중에 온도를 유지하려면운송 중에 온도 조절이라는 특별한 유형의 처리가 사용됩니다. 그리고 장엄한 서빙을 위해 완성 된 접시의 단기 점화가 사용되며 이것을 화염이라고합니다.
난방
주민들은이 공기 가열 방법에 대해 알고 있습니다.많은 국가 - 난방 없이 긴 겨울을 살아남는 것은 거의 불가능합니다. 러시아 영토에서이 기간의 평균 기온은 -19.7 ° C입니다. 물 난방은 가장 인기 있고 저렴한 방법이지만 오늘날 현대인의 집을 데울 수있는 다른 옵션이 있습니다. 또한, 그들의 임무에는 열 손실을 보상하기 위해 방을 난방하는 것뿐만 아니라 온도를 유지하는 것도 포함됩니다.
대표적인 방법에 따라열 전달 공간 난방은 대류 및 복사가 될 수 있습니다. 대류 난방은 뜨거운 공기와 찬 공기가 혼합되어 열이 분산되는 난방 유형을 의미합니다. 대류 난방의 단점은 실내의 큰 온도 차이(상단의 높은 공기 온도와 하단의 낮은 공기 온도)와 열 에너지 손실 없이 실내 환기가 불가능하다는 것입니다. 복사 방법은 바닥 아래 또는 가열 영역 위에 설치되거나 벽에 직접 장착되는 특수 장치의 존재를 의미합니다.
열원에 따라 난방은 난로와 증기부터 액체 연료와 적외선까지 매우 다양할 수 있습니다.
난방 시스템은 수백 년 동안 사용되어 왔습니다.난방의 첫 번째 수단은 불입니다. 그리고 난방 장치는 로마인들이 사용했던 고대의 "따뜻한 바닥"인 hypocaust입니다. 돌 바닥의 표면은 용광로에서 나와 바닥 아래 구멍에 축적된 가스의 도움으로 가열되었습니다.
지구의 핵심
세계에서 가장 큰 "히터"는우리 행성의 심장은 지구의 핵심에 있습니다. 행성의 중심과 가장 깊은 부분은 맨틀 아래에 있으며 아마도 철-니켈 합금과 다른 친수성 원소가 혼합된 것으로 구성되어 있습니다. 깊이는 2,900km입니다. 핵은 반경 약 1,300km의 고체 내핵과 두께 약 2,200km의 액체 외핵으로 나뉜다. 지구 고체 코어 표면의 온도는 6,230 ± 500K(5,960 ± 500°C)에 이릅니다.
거대한마그마의 상승하는 열 흐름 - 기둥. 맨틀의 표면에서는 측면으로 퍼져 대륙이동을 일으키고 식으면 깊은 곳으로 가라앉는다. 그러나 핵에는 자체 가열원이 있습니다. 수명이 긴 방사성 원소의 붕괴와 핵과 지구의 외층 사이의 마찰이 있으며, 그 회전은 조수에 의해 점차 느려집니다. 그러나 코어는 냉각되고 이것으로부터 점차적으로 결정화됩니다. 내부 고체 코어의 직경은 세기마다 몇 센티미터씩 증가합니다.
화학 가열
온도 상승은 화학 물질에 사용됩니다.냉각제 및 가열 방법에 따라 달라지는 온도 조건(수증기, 뜨거운 액체, 점 가스, 전류 및 복사)을 사용하여 대량 전달 및 화학 공정을 가속화하는 산업.
유기농에서 가장 많이 사용되는 방법합성은 끓고 가열되는 것입니다. 반트 호프의 법칙에 따르면, 10°C로 가열하면 화학 반응 속도가 2~4배 증가합니다. 무기 화학과 달리 유기 화학의 화학 반응은 다소 느리게 진행됩니다. 따라서 가열하면 화학자의 작업 속도가 크게 빨라집니다.
그러나 유기 화합물은 다소 불안정하고 강한 영향을 받으면 지체됩니다. 따라서 어떤 경우에는 반응이 가열이 아닌 냉각으로 수행됩니다.
수욕은 다음과 같은 경우에만 사용됩니다.100 ° С를 초과하지 않는 온도로 가열해야 할 때. 모래 욕조는 고온에 부드럽게 노출되거나 부드러운 하소에 사용됩니다. 모래 목욕 온도 200-300 ° С. 고온 가열은 머플로에서 수행됩니다. 하소는 일반적으로 뚜껑으로 덮인 도가니에서 수행됩니다.
전기 가열은 다음에도 사용됩니다.주로 돈을 절약하기 위해 화학 산업. 액체의 분해 전압보다 낮은 전압에서 교류 전류를 사용하여 물과 수용액을 직접 가열하는 것은 낮은 비전력에서 생성된 열 에너지가 가열된 액체에 도입된 소비된 전기 에너지를 초과한다는 것을 보여줍니다.
유도 가열
유도 가열은 재료의 가열입니다.교류 자기장에 의해 유도되는 전류. 전도성 물질(도체)로 만들어진 제품의 이러한 가열은 인덕터의 자기장의 도움으로 발생합니다. 공작물 인덕터 시스템은 인덕터가 1차 권선인 코어리스 변압기입니다. 공작물은 단락된 2차 권선입니다. 그리고 권선 사이의 자속은 공기 중에 닫혀 있습니다.
와전류가 고주파에서 변위됨자기장은 공작물의 얇은 표면층으로 형성되어 (표피 효과) 밀도가 급격히 증가하고 공작물이 가열됩니다. 인덕터 자체는 자체 복사를 흡수하기 때문에 작동 중에 매우 뜨거워집니다. 또한 뜨거운 작업물에서 나오는 열복사를 흡수합니다. 인덕터는 물로 냉각된 구리 파이프로 만들어집니다. 물은 흡입으로 공급됩니다. 이는 인덕터의 번스루 또는 기타 감압 시 안전을 보장합니다.
이 방법은 초순수 비접촉 제련에서 보석 및 의료 기기 소독에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
유전체 가열(전자레인지)
유전체 재료 가열용교류 전기장 또는 전자기파가 사용됩니다. 우리는 인기있는 전자 레인지 또는 전자 레인지에 대해 이야기하고 있습니다. 고주파 가열(고주파 전류 포함)은 커패시터에서 생성되고 마이크로파(미세 고주파 방사선)는 도파관 및 공동 공진기에서 생성됩니다. 이 방법을 사용하면 유전체의 쌍극자 분극으로 인한 손실로 인해 몸체가 가열됩니다.
이 방법의 단점은 이질성입니다. 마이크로웨이브 방식에서는 재료의 열전도율에 따라 표면 가열만 발생합니다.
전자파를 사용하는 경우가열은 유전체의 분자 쌍극자 회전에 의해 발생합니다. 일반적인 쌍극자 분자는 물 분자입니다. 이 방법은 식품을 해동하고 가열하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 식품의 물에는 전하의 운반체 역할을 하고 교류 전자기장에도 반응하는 이온으로 해리되는 다량의 염이 포함되어 있기 때문에 식품의 가열은 극성 쌍극자 분자의 재배향과 이온의 변위에 의해 유발됩니다. .
담배 가열
담배를 태우는 것이 아니라 가열하는 것이필립모리스 인터내셔널(PMI) R&D 센터에서 개발 중인 대체 무연 제품의 근본적인 차별화 요소입니다. 회사는 파괴적인 기술, 과학 및 혁신에 의존해 왔습니다. 센터에는 10년 이상 축적된 경험과 지식을 바탕으로 담배 없는 미래를 만들어온 430명 이상의 다양한 전문 분야의 과학자와 엔지니어가 근무하고 있습니다. 회사는 국제 품질 표준, GLP(Good Laboratory Practice) 및 GCP(Good Clinical Practice) 원칙에 따라 제약 산업에 적용된 관행을 기반으로 혁신적인 무연 제품에 대해 단계적이고 포괄적인 과학적 평가를 수행합니다. 아이코스는 전임상 18개, 임상 10개 등 모든 단계의 엄격한 과학적 평가를 통과했으며, 그 중 아이코스 사용 시 담배에 비해 유해물질 배출이 95% 감소하는 것으로 확인됐다.
중요한:이것은 위험이 95% 감소한다는 것을 의미하지는 않습니다. IQOS를 사용한다고 해서 건강상의 위험이 제거되는 것은 아닙니다.
* “95% 오염 물질 감소”는 연구에 사용된 기준 담배(3R4F)의 연기와 비교하여 아이코스 에어로졸의 오염 물질(니코틴 제외) 수준이 평균적으로 감소한 것을 의미합니다.
IQOS는 HeatControl™ 기술을 사용하여이것은 다음과 같이 구성됩니다: 세라믹 블레이드 모양의 요소는 담배를 내부에서 350 ° C를 초과하지 않는 온도로 가열합니다. 이러한 온도 체계는 연소를 제외합니다. 즉, 연기와 재가 형성되지 않고 옷, 실내 장식품, 가구 또는 사람을 태울 위험이 없습니다.
기술의 독창성은 다음과 같은 사실에 있습니다.가열은 외부가 아닌 내부에서 발생하며 요소가 담배와 직접 접촉하여 점화되지 않고 부드럽게 가열됩니다. 또한 혁신적인 기술 덕분에 IQOS 장치 작동 중 가열 온도가 자동으로 제어되어 필요한 수준으로 유지됩니다. 가열 요소에 적용된 금과 백금 트랙은 함께 온도 데이터를 측정하고 장치 홀더에 있는 제어 장치로 전송하는 열전대를 형성합니다.
모든 IQOS 모델에는 예외 없이 –클래식 2.4 Plus부터 가장 새롭고 우아한 IQOS 3 DUOS까지 - 스위스에서 개발된 특허 기술을 사용합니다. IQOS를 만들 때 과학자와 기술 전문가들은 연소 과정을 없애고 이를 열로 대체하는 데 성공했습니다. 따라서 IQOS는 담배를 계속 피우는 것에 비해 여러 가지 장점이 있습니다. 현재 전 세계 1,100만 명 이상의 성인 사용자가 IQOS*를 선택했습니다.
* 내부재무기준 데이터[2020년 10월] PMI 보고, IQOS 성인 설문조사 및 시장 분석. 우리는 담배를 완전히 끊고 설문 조사 당시 지난 7일 동안 전체 가열 담배의 70% 이상 PMI 담배 스틱을 소비한 성인 IQOS 사용자를 고려했습니다.
플라즈마 처리
열물리학과액체의 국부적 비등과 관련된 양극 표면의 전기화학적 공정에서 전해질-플라즈마 처리라는 현상이 발생합니다. 또 다른 이름은 양극 전해질 가열입니다.
최초로 전극의 발열 및 발열 현상19세기 몇몇 과학자들(Arthur Wehnelt, Alexander Walter, Georg Simon Ohm)이 주목했습니다. 그들은 주변 표면적이 상대적으로 작은 전극에 대한 전류의 열 효과의 결과로 증기층이 형성되고 전기 회로가 열리면서 용액의 국부적 비등이 발생한다는 것을 증명했습니다. 회로에 존재하는 인덕턴스는 EMF의 출현에 기여합니다. 가벼운 현상으로 증기-가스층이 파손됩니다.
이 가열 방법은 오늘날 널리 사용됩니다.부품 표면의 고속 경화 - 예를 들어 작동 전해질에서 침탄, 질화, 붕소화, 연질화 및/또는 담금질. 그리고 강철의 전해 플라즈마 처리는 표면 경도, 내마모성 및 내식성을 증가시킵니다.
레이저 가열
재료의 레이저 가공이 사용됩니다.그래핀으로 나노튜브를 생산하는 것을 포함하여 모든 곳에서 사용됩니다. 레이저 방사선에 노출되는 강도와 기간에 따라 눈에 보이는 파괴 없이 재료를 가열하고, 녹이고, 증발시키고, 파괴된 생성물을 씻어내는 것도 가능합니다.
계산에 따르면 가열 속도는재료의 레이저 조사는 최대 10–10 ° C / s로 매우 높습니다. 짧은 시간에 표면층은 고온으로 가열되어 녹고 과열될 시간이 있습니다. 과열된 금속에서 불순물은 용해될 시간이 있습니다.
레이저 가열은 가스 방전 가열과 동일하며,흑연 표면에 에너지를 집중시키는 데 사용됩니다. 이 에너지는 흑연의 용사에 사용됩니다. 레이저 스퍼터링을 사용하면 4~24개의 층 수와 최대 300nm 길이의 다층 나노튜브만 얻을 수 있습니다. 이 경우 레이저 방사선이 집중되는 대상인 흑연 샘플을 추가 가열을 위해 오븐에 넣습니다.
그리고 런던의 한 이론 물리학자 그룹대학은 심지어 20조 초에 불과하지만 레이저가 특정 물질을 태양핵 이상의 온도로 가열할 수 있는 새로운 방법을 고안했습니다.
그의 기술적 업적에 남자항상 자연에서 영감을 얻었습니다. 요리에 불을 사용하고 지구의 핵심에서 열을 생성하는 것과 동일한 프로세스를 기반으로 하는 현대 원자로로 끝납니다. 열을 가할 수 있는 능력은 인류가 지구상에서 지배적인 종이 되고, 가장 가혹한 기후대까지 서식지를 확장하고, 화학 반응을 가속화하고, 초내구성 재료를 만들고, 마지막으로 삶을 보다 편안하고 기술적으로 발전시킬 수 있게 했습니다.
위험을 배제하지 않습니다.
제휴 자료.
참조 :
판 이동으로 인해 태평양 바닥은 이제 중국 아래 깊숙이 있습니다.
인간의 뇌와 은하 네트워크의 뉴런은 비슷합니다.
종말의 빙하는 과학자들이 생각했던 것보다 더 위험한 것으로 밝혀졌습니다. 우리는 중요한 것을 말합니다