Eski ısıtma tarihi
Evrimin ilk aşamalarında bile insanın gelişmiş bölgelerde yaşaması daha kolaydı.
İnsanlığın olmasına izin veren faktörlerden biriDünyadaki hakim görüş, çevremizdeki vücutların, sıvıların ve gazların ısıtılabileceği anlayışı haline geldi ve ısı, hayatı daha rahat, doyurucu ve daha kolay hale getirmemizi sağlıyor. Tabii ki, ilkel insan ateş kullanma tekniğine hemen hakim olamadı (daha çok yanma açısından değil, tam olarak ısıtma açısından). İnsanların yemek pişirmek ve ısıtmak için ateş kullandığına dair ilk kanıt Doğu Afrika'da bulundu: Baringo Gölü yakınlarındaki Chesowanyi'de, Kenya'daki Koobi Fora ve Ologesalirie'de.
Yani, Chesovagni'deki kanıtlaryaşı 1.42 milyon yıl olan kırmızı kil parçalarıdır. Sertliklerine bakılırsa, 400 ° C'ye ısıtıldılar. Kenya'da, yalnızca 200-400 ° C sıcaklıklarda oluşabilen kırmızı tortularla yaklaşık 1.5 milyon yıllık Homo erectus ateşinin kullanımına dair kanıtlar bulundu.
Isıtma nedir?
Isıtma doğal veya yapaydırfiziksel sıcaklık artışı süreci. Bu, iç enerji veya dışarıdan enerji temini nedeniyle olabilir. İkincisi için bir ısıtma elemanı kullanılır. Tasarımlar çok farklı olabilir: yangından nükleer reaktöre.
Enerji kaynaklarındaki farklılıkların yanı sıra sürecin kendisi deIsıtma hem harici hem de dahili olarak gerçekleşebilir. Son örnekler şunları içerir: magma akışlarının taşıdığı enerji nedeniyle Dünya'nın çekirdeğinde üretilen ısı; elektroliz sırasındaki çözümler veya bu arada modern tütün ısıtma sistemleri. Dışarıdan ısıtma ile her şey basit - klasik bir ateş, ısıtma, mikrodalga.
Isıtma hızı artırarak gerçekleşirvücudu oluşturan moleküllerin ve atomların hareketi veya titreşimi. Farklı bedenlerde bu süreç farklı şekillerde gerçekleşir. Gazlardan bahsediyorsak, molekülleri, gazla dolu tüm hacim boyunca düzensiz bir şekilde yüksek hızlarda (saniyede yüzlerce metre olabilir) hareket eder. Hareketleri sırasında moleküller çarpışır ve birbirlerinden sekerek hareketin hızını ve yönünü değiştirir. Sıvılar söz konusu olduğunda, içlerindeki moleküller, birbirlerine çok yakın oldukları için denge pozisyonları etrafında titreşirler ve nispeten nadiren bir konumdan diğerine atlayabilirler. Katılarda, parçacıklar bir denge konumu etrafında titreşir. Tüm bu durumlarda ısıtma, parçacıkların hızının artmasına neden olur. Bu nedenle, parçacıkların kaotik hareketine fizikte genellikle termal denir. Ve vücudun çok ısınması, ısı kapasitesine ve termal iletkenliğine bağlıdır.
Isı kapasitesi- 1 K (Kelvin) kadar ısıtma (soğutma) işlemi sırasında vücut tarafından emilen veya salınan ısı miktarı.
Termal iletkenlik- vücutların ısıyı daha fazla iletme yeteneğipartiküllerin (atomlar, moleküller, elektronlar) kaotik hareketi ile vücudun daha az ısınmış kısımlarına ısıtılmış kısımları. Bu tür bir ısı değişimi, tek tip olmayan bir sıcaklık dağılımına sahip herhangi bir cisimde meydana gelebilir, ancak ısı transferinin mekanizması, maddenin toplanma durumuna bağlı olacaktır.
Isıtma günümüzde çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır.insan yaşamının alanları: yemek pişirme ve ısınmada ev kullanımından bilimsel deneylere ve ulaşıma kadar. Doğa da bu süreci kullanıyor: buzlar erir, iklim değişir, Dünya Okyanuslarındaki su sıcaklıkları yükselir, flora ve fauna değişir, kimyasallar ve kayalar oluşur.
Kaynamak
Kaynatma en yaygın ısıtma yöntemidirsadece insanlar tarafından kullanılan su. Kaynar su gerektiren sadece yemek pişirmekle ilgili değil. Kaynatma ayrıca suda yaşayan parazitlerin çoğunu yok etmenize, ürünleri dekontamine etmenize ve aynı zamanda nesneleri yağlı kontaminasyondan temizlemenize olanak tanır.
Kaynatma işlemi üç aşamadan oluşur:birincisinde, kabın dibinden kayan suda hava kabarcıkları belirir, ikincisinde - kabarcıklar hızla yüzeye yükselmeye başlar, bir kaynaktan akan suya benzeyen bulanıklık oluşur. Üçüncü aşamada su kaynamaya başlar, büyük kabarcıklar yüzeye ulaşır ve su püskürebilir.
Kaynatma işlemine buhar salınımı eşlik eder.Ek olarak, kaynama sırasında, koloidal kir parçacıkları çöker ve tuzlar çökeldiği için su yumuşar ve uçucu bileşenlerin ve serbest klorun konsantrasyonu azalır.
Ancak uzun süreli kaynama ile artaruçucu olmayan maddelerin konsantrasyonu. Suyu kaynar suya ısıtmak, ağır metalleri, böcek ilaçlarını, herbisitleri, nitratları, fenolleri ve petrol ürünlerini yok edemez. Kaynar suda oldukça uzun bir süre, dakikalar hatta saatler boyunca hayatta kalabilen mikroplar vardır. Prionlar sızdırmaz bir buhar otoklavında 134 ° C'de 18 dakika kaynatılsa bile deaktive olmaz.
Yiyeceklerin ısıl işlemi
Çeşitli malzemelerin pişirilmesinde ısıl işlem kullanılır.çok sayıda ürün için halklar ve kültürler. Tipik olarak, bu tür bir işlemenin üç amacı vardır: özellikle et ürünleri söz konusu olduğunda yumuşatma, tadı veya görünümü iyileştirme ve dekontaminasyon.
Sadece gerçekleşebilecek yemek pişirmeye ek olarakkaynatma işlemi, aynı zamanda buharda ve düşük sıcaklıklarda; aynı tür işleme, ürünler vakumlu ambalajda pişirildiğinde vakumlu sous vide'de pişirmeyi de içerir. Ek olarak, pişirmenin 110-130°C sıcaklıkta aşırı basınç altında gerçekleştiği otoklavda pişirme yöntemi de vardır.
Başka bir ısıl işlem türü kızartmadır,en yaygın ikinci pişirme yöntemi. Ürün, yüzeyine ince bir sıcak yağ tabakası bulaşmış tabaklara yapışır. Un ürünleri ve özel bir yemek kategorisinden bahsediyorsak, o zaman bir ocakta veya fırında pişirme kullanılır. Et ve balık ürünleri genellikle sıcak ve soğuk duman kullanılarak içilir.
Dağıtım öncesinde veya sırasında sıcaklığı korumak içinnakliye sırasında özel bir işlem türü kullanılır - sıcaklık kontrolü. Ve muhteşem bir servis için, bitmiş yemeğin kısa süreli ateşlemesi kullanılır, buna alevleme denir.
Isıtma
Sakinler bu havayı ısıtma yöntemini biliyorbirçok ülke - uzun kış mevsiminde ısıtmadan hayatta kalmak neredeyse imkansızdır. Rusya topraklarında, bu dönemde ortalama hava sıcaklığı -19.7 ° C'dir. Suyla ısıtma en popüler ve en ucuz yöntemdir, ancak bugün modern bir insanın evini ısıtmanıza izin veren başka seçenekler de var. Dahası, görevleri sadece ısı kaybını telafi etmek için odayı ısıtmayı değil, aynı zamanda sıcaklığı da korumayı içerir.
Baskın yönteme bağlı olarakIsı transfer alanı ısıtması, konvektif ve ışıltılı olabilir. Konvektif ısıtma, sıcak ve soğuk hava hacimlerini karıştırarak ısının dağıtıldığı bir ısıtma türü anlamına gelir. Konvektif ısıtmanın dezavantajları, odadaki büyük bir sıcaklık farkını (üstte yüksek ve altta düşük hava sıcaklığı) ve odayı termal enerjiyi kaybetmeden havalandırmanın imkansızlığını içerir. Radyant yöntemi, zeminin altına veya ısıtılmış alanın üstüne monte edilen veya doğrudan duvarlara monte edilen özel cihazların varlığını ifade eder.
Isı kaynağına bağlı olarak ısıtma çok çeşitli olabilir: soba ve buhardan sıvı yakıt ve kızılötesine kadar.
Isıtma sistemleri yüzlerce yıldır kullanılmaktadır.İlk ısıtma aracı bir yangındır. Ve ısıtma cihazı, Romalılar tarafından kullanılan eski bir "sıcak zemin" olan hypocaust. Taş zeminin yüzeyi fırınlardan çıkan ve zeminin altındaki boşluklarda biriken gaz yardımıyla ısıtıldı.
Dünyanın çekirdeği
Dünyanın en büyük "ısıtıcısı",gezegenimizin tam kalbi, Dünya'nın çekirdeğindedir. Gezegenin en merkezi ve en derin kısmı mantonun altında yer alır ve muhtemelen diğer siderofilik elementlerin bir karışımı ile bir demir-nikel alaşımından oluşur. Derinlik 2.900 km'dir. Çekirdek, yaklaşık 1.300 km yarıçaplı katı bir iç çekirdeğe ve yaklaşık 2.200 km kalınlığında sıvı bir dış çekirdeğe bölünmüştür. Dünyanın katı çekirdeğinin yüzeyindeki sıcaklık 6,230 ± 500 K (5,960 ± 500 ° C) değerine ulaşır.
Dünyanın çekirdeğinden devasamagmanın artan ısı akıları - tüyler. Manto yüzeyinde yanlara doğru yayılarak kıtaların sürüklenmesine neden olurlar ve soğuduktan sonra derinliklere batarlar. Ancak çekirdeğin kendi ısınma kaynakları vardır: uzun ömürlü radyoaktif elementlerin çürümesi ve gelgitler nedeniyle dönüşü kademeli olarak yavaşlatılan Dünya'nın çekirdeği ile dış katmanları arasındaki sürtünme. Bununla birlikte, çekirdek soğur ve bundan yavaş yavaş kristalleşir: iç katı çekirdeğin çapı, her yüzyılda birkaç santimetre artar.
Kimyada ısıtma
Kimyasalda sıcaklık artışı kullanılırsıcaklık koşulları soğutma sıvısına ve ısıtma yöntemine bağlı olan kütle transferini ve kimyasal işlemleri hızlandırmak için endüstriler: su buharı, sıcak sıvılar, noktasal gazlar, elektrik akımı ve radyasyon.
Organik tarımda en yaygın yöntemsentez kaynama ve ısıtmadır. Van't Hoff kuralına göre 10°C ısıtıldığında kimyasal reaksiyonların hızı 2-4 kat artar. Organik kimyadaki kimyasal reaksiyonlar (inorganik kimyanın aksine) oldukça yavaş ilerler. Bu nedenle ısıtma kimyagerlerin çalışmalarını önemli ölçüde hızlandırır.
Ancak organik bileşikler oldukça kararsızdır ve güçlü etki altında katranlar. Bu nedenle bazı durumlarda reaksiyonlar ısıtma ile değil, soğutma ile gerçekleştirilir.
Su banyoları yalnızca100 ° C'yi geçmeyen bir sıcaklığa kadar ısıtma gerektiğinde. Kum banyoları, yüksek sıcaklıklara nazikçe maruz kalma veya hafif ateşleme için kullanılır. Kum banyosunun sıcaklığı 200–300 ° C'dir. Kül fırınlarında yüksek sıcaklıklara ısıtma yapılır. Kalsinasyon genellikle kapaklarla kapatılan potalarda yapılır.
Elektrikli ısıtma da kullanılıyorkimya endüstrisi, öncelikle paradan tasarruf etmek için. Suyun ve sulu çözeltilerin, sıvıların ayrışma voltajından daha düşük bir elektrik voltajında alternatif elektrik akımıyla doğrudan ısıtılması, düşük spesifik güçlerde üretilen termal enerjinin, ısıtılmış sıvıya verilen harcanan elektrik enerjisini aştığını gösterir.
İndüksiyonla ısıtma
İndüksiyonla ısıtma, malzemelerin ısıtılmasıdıralternatif bir manyetik alan tarafından indüklenen elektrik akımları. İletken malzemelerden - iletkenlerden - yapılan ürünlerin bu şekilde ısıtılması, indüktörlerin manyetik alanı kullanılarak gerçekleşir. İş parçası indüktör sistemi, indüktörün birincil sargı olduğu çekirdeksiz bir transformatördür. İş parçası, kısa devreli bir ikincil sargıdır. Ve sargılar arasındaki manyetik akı havada kapalıdır.
Yüksek frekansta girdap akımları yer değiştiririş parçasının ince yüzey katmanlarında oluşturdukları manyetik alan (cilt etkisi), bunun sonucunda yoğunlukları keskin bir şekilde artar ve iş parçası ısınır. İndüktörün kendisi, kendi radyasyonunu emdiği için çalışma sırasında çok ısınır. Ek olarak, sıcak bir iş parçasından ısı radyasyonunu emer. İndüktörler su ile soğutulmuş bakır borulardan yapılmıştır. Su emme yoluyla sağlanır - bu, indüktörün yanması veya başka bir basınçsızlaştırılması durumunda güvenliği sağlar.
Bu yöntem çok çeşitli endüstriyel alanlarda kullanılmaktadır: ultra saf temassız eritme işleminden mücevherat ve tıbbi aletlerin dezenfeksiyonuna kadar.
Dielektrik ısıtma (mikrodalga)
Dielektrik malzemeleri ısıtmak içinalternatif bir elektrik alanı veya elektromanyetik dalga kullanılır - popüler mikrodalga fırınlardan veya mikrodalga fırınlardan bahsediyoruz. Kapasitörlerde yüksek frekanslı ısıtma (yüksek frekanslı akımlarla) oluşturulur ve dalga kılavuzlarında ve boşluk rezonatörlerinde mikrodalga (mikroyüksek frekanslı radyasyon) oluşturulur. Bu yöntemle dielektriklerin dipol polarizasyonundan kaynaklanan kayıplar cisimlerin ısınmasına neden olur.
Bu yöntemin dezavantajı heterojenliğidir. Mikrodalga yönteminde, malzemenin ısıl iletkenliğine bağlı olarak sadece yüzey ısınması meydana gelir.
Elektromanyetik mikrodalga dalgaları kullanırkenısınma, bir dielektrikteki moleküler dipol rotasyonundan kaynaklanır - tipik bir dipol molekülü, bir su molekülüdür. Yöntem, en yaygın olarak yiyeceklerin buzunu çözmek ve ısıtmak için kullanılır. Gıdalardaki su, elektrik yüklerinin taşıyıcıları olarak görev yapan ve aynı zamanda alternatif bir elektromanyetik alana tepki veren iyonlara ayrışan büyük miktarda tuz içerdiğinden, gıdanın ısınması hem polar dipol moleküllerinin yeniden yönlendirilmesinden hem de iyonların yer değiştirmesinden kaynaklanır.
Tütün ısıtmak
Tütünü ısıtmak, yakmamak,Philip Morris International (PMI) Ar-Ge merkezinde geliştirilen alternatif dumansız ürünler arasında temel bir fark. Şirket, yıkıcı teknolojiye, bilime ve yeniliğe güveniyor. Merkez, sigara dumanı olmayan bir gelecek yaratmak için 10 yıldan fazla bir süredir tüm deneyim ve bilgilerini uygulayan çeşitli uzmanlık alanlarından 430'dan fazla bilim insanı ve mühendisi istihdam etmektedir. Şirket, ilaç endüstrisinde uygulanan uygulamalara dayalı olarak, uluslararası kalite standartlarını, iyi laboratuvar uygulamaları (GLP) ilkelerini ve iyi klinik uygulamaları (GCP) takip ederek yenilikçi dumansız ürünlerinin aşamalı ve kapsamlı bir bilimsel değerlendirmesini gerçekleştirir. IQOS, 18 preklinik ve 10 klinik çalışma da dahil olmak üzere titiz bilimsel değerlendirmenin tüm aşamalarını geçmiştir ve bu sırada IQOS kullanıldığında, sigaralara kıyasla% 95 daha az zararlı madde yayıldığı doğrulanmıştır.
Önemli:bu riskte% 95 azalma anlamına gelmez. IQOS kullanmak sağlık risklerini ortadan kaldırmaz.
* “%95 daha az kirletici madde”, çalışmada kullanılan referans sigaranın (3R4F) dumanına kıyasla IQOS aerosolündeki kirletici madde seviyelerindeki (nikotin hariç) ortalama azalmayı ifade eder.
IQOS, HeatControl ™ teknolojisini kullanır,aşağıdaki gibi yapılandırılmıştır: bıçak şeklindeki seramik bir eleman tütünü içeriden 350 ° C'yi geçmeyen bir sıcaklığa kadar ısıtır. Böyle bir sıcaklık rejimi yanmayı hariç tutar, yani duman ve kül oluşmaz, kıyafetlerin yanması, arabadaki döşemelerin, mobilyaların veya birinin yakılması riski yoktur.
Teknolojinin benzersizliği gerçeğinde yatmaktadır:ısınma dışarıdan değil içeriden gerçekleşir ve element tütünle doğrudan temas eder, onu tutuşturmaz, ancak hafifçe ısıtır. Ayrıca yenilikçi teknolojiler sayesinde, IQOS cihazının çalışması sırasındaki ısıtma sıcaklığı otomatik olarak kontrol edilir ve istenen seviyede tutulur. Isıtma elemanına uygulanan altın ve platin kalıntıları, sıcaklık verilerini ölçen ve cihaz tutucusunda bulunan bir kontrol ünitesine ileten bir termokupl oluşturur.
İstisnasız tüm IQOS modellerinde –Klasik 2.4 Plus'tan en yeni ve en zarif IQOS 3 DUOS'a kadar - İsviçre'de geliştirilen patentli teknolojiyi kullanıyor. IQOS'u oluştururken, bilim adamları ve teknoloji uzmanları yanma sürecini ısıyla değiştirerek ortadan kaldırmayı başardılar, bu nedenle IQOS'un sigara içmeye devam etmeye kıyasla bir takım avantajları var. Bugün dünya çapında 11 milyondan fazla yetişkin kullanıcı IQOS*'u tercih etti.
* Veriler, şirket içi finansa dayalıPMI raporlaması, IQOS yetişkin anketleri ve [Ekim 2020] itibarıyla pazar analizi. Anket sırasında sigarayı tamamen bırakan ve PMI tütün çubuklarının tüketiminin son 7 gün içinde tüm ısıtılmış tütünlerin en az% 70'i olduğu yetişkin IQOS kullanıcılarını dikkate aldık.
Plazma tedavisi
Termofiziksel veAnodun yüzeyindeki elektrokimyasal süreçler, sıvının yerel olarak kaynamasına bağlı olarak ortaya çıkarsa, elektrolit-plazma işlemi adı verilen bir olay ortaya çıkacaktır. Diğer bir isim anodik elektrolit ısıtmadır.
İlk defa elektrotların parlaması ve ısınması olgusu19. yüzyılda Arthur Wehnelt, Alexander Walter ve Georg Simon Ohm gibi birçok bilim adamı tarafından fark edildi. Etrafında nispeten küçük bir yüzey alanına sahip bir elektrot üzerinde akımın termal etkisinin bir sonucu olarak, bir buhar tabakasının oluşması ve elektrik devresinin açılmasıyla çözeltinin lokal kaynamasının meydana geldiğini kanıtladılar. Devrede mevcut endüktans emk'nin ortaya çıkmasına katkıda bulunur. ve buhar-gaz katmanının ışık fenomeni ile parçalanması.
Bu ısıtma yöntemi günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır.parça yüzeylerinin yüksek hızda sertleştirilmesi için - örneğin, karbonlama, nitrürleme, borlama, nitrokarbürizasyon ve / veya çalışan bir elektrolit içinde su verme. Çeliğin elektrolitik plazma işlemi, yüzey sertliğini, aşınma direncini ve korozyon direncini artırır.
Lazer ısıtma
Malzemelerin lazerle işlenmesi kullanılırGrafenden nanotüp üretimi de dahil olmak üzere her yerde. Lazer radyasyonuna maruz kalmanın yoğunluğuna ve süresine bağlı olarak, malzemeyi gözle görülür bir tahribat olmadan ısıtmak, eritmek, buharlaştırmak ve hatta tahribat ürünlerini yıkayarak uzaklaştırmak mümkündür.
Hesaplamalar gösteriyor ki ısıtma hızımalzemelerin lazer ışınımı çok yüksektir - 10–10 ° C / s'ye kadar. Kısa sürede yüzey katmanlarının yüksek sıcaklıklara çıkma, erime ve aşırı ısınma süreleri olur. Aşırı ısıtılmış metalde, safsızlıkların çözülme zamanı vardır.
Lazerle ısıtma, gaz deşarjlı ısıtma ile aynıdır,grafit yüzeyinde enerji yoğunlaştırmak için kullanılır. Bu enerji, grafiti termal olarak püskürtmek için kullanılır. Lazer püskürtmeyle, pratik olarak yalnızca çok katmanlı nanotüpler elde edilir - 4 ila 24 katman sayısı ve 300 nm'ye kadar uzunluklar. Bu durumda, grafit numunesi - lazer radyasyonunun odaklandığı hedef - ek ısıtma için bir fırına yerleştirilir.
Ve bir Londra'dan bir grup teorik fizikçiKolejler, lazerlerin belirli malzemeleri güneş çekirdeğinin ve üzerindeki sıcaklıklara, 20 katrilyon saniye kadar kısa bir sürede de olsa ısıtmasına izin verebilecek yeni bir yöntem bile geliştirdiler.
Teknolojik başarılarındaki adamher zaman doğadan esinlenmiştir: Ateşin yemek pişirmek için kullanılmasından ve Dünya'nın çekirdeğinden ısı üretilmesiyle aynı süreçlere dayanan modern nükleer reaktörlerle sona ermesinden. Isınma yeteneği, insanlığın gezegendeki baskın tür haline gelmesine, yaşam alanını en şiddetli iklim bölgelerine bile genişletmesine, kimyasal reaksiyonları hızlandırmasına, süper dayanıklı malzemeler oluşturmasına ve nihayet hayatı daha konforlu ve teknolojik olarak ilerletmesine izin verdi.
Riskleri dışlamaz.
Satış ortağı materyali.
Ayrıca bakınız:
Plaka hareketi nedeniyle, Pasifik Okyanusu tabanı artık Çin'in altında
İnsan beynindeki nöronlar ve galaksi ağı birbirine benzer
Kıyamet buzulu bilim adamlarının sandığından daha tehlikeli çıktı. Ana şeyi söyleriz