AQA Science Physics Unit 1 P1a

Phyisc

HideShow resource information
  • Created by: Annie
  • Created on: 12-10-10 16:03

Physics Chapter 1.1 - Thermal Radiation

Thermal  or  heat  radiation  is  a  transfer  of  energy  by  infra-red  waves,  these  are  part  of  the  electromagnetic  spectrum.

  • All  objects  emit   heat  radiation.
  • The  hotter  the  object  is  the  more  heat  radiation  it  emits.
  • Heat  radiation  can  travel  through  a  vaccum,  like  space.  This  is  how  heat  travels  from  the  Sun  to  us.

Remeber: transfer  of  heat  energy  is  by  infra-red  radiation  and  it  donesn't  involve particals.

1 of 6

Physics Chapter 1.2 - Surfaces and Radiation

Dark  matt  surfaces  are  good  aborbers  of  radiation.  An  object  painted  dull  black  and  left  in  the  sun  will  become  hotter  than  the  same  object  painted  shiny  white.

Dark,  matt  surfaces  are  also  good  emitters  of  radiation.  So  an  object  that  is  painted   dull  black  will  lose  heat  and  cool  down  quicker  that  the  same  object  would  in  white.

Don't  be  fooled  by  most  radiators  that  are  painted  white,  the  best  radiators  of  heat  are  dark,  matt surfaces.

An  object  that  is  warmer  than  its  surrondings  will lose  heat  energy  and  cool  down. Likewise  a  object  colder  than  its  surroundings  will  gain  heat  energy  and  warm  up. 

2 of 6

Physics Chapter 1.1 - Conduction

Conduction  mainly  occurs  in  solids.  Most  liquids  and  gases  are  poor  gases.

  • If  one  end of  a  solid  is  heated,  the  particals  at  that  end  gain  kinetic  energy  and  vibrate  more.  This  energy  is  passed  to  neighbouring  particals  and  in  this  way  the  heat  is  transferred  though  the  solid.

This  process  occurs  in  metals  too:

  • In  addition,  when  metals  are  heated  their  free  electrons  gain  kinetic  energy  and  move  though  the  metal  transferring  energy  by  colliding  with  other  particals.  Hence  all  metals  transferring  are  good  heat  conductors.

Poor conductors  are  called  insulators. Fibre  glass  is  a  good  insulator  as  it  contains  pockets  of  trapped  air.

3 of 6

Convection

Convection  occurs  in  liquids  and  gases,  fluids.

When  a  fluid  is  heated  it  expands  and  becomes  less  dense  and  rises.  This  warmer  fluid  is  replaced  by  cooler,  denser  fluid.  The  resulting  convection  current  transfers  heat  through  a  fluid.

Convection  currents  can  be on  a   very  small  scale,  such  as  heating  water in  a  beaker  or  on  a  very  large  scale  such  as  heating  the  air  above  land  and  sea.  Convections  currents  are  reponsible  for  onshore  and  offshore  breezes.

Convection  doesn't  happen  in  solids  and  the  type  of  surface  makes  no  difference  to  the  amount  of  conduction  or  convection  from  an  object  -  it  only  affects  the  radiated  energy.

4 of 6

Heat Transfer By Design

In  many  situations  we  want  to  minimise  heat  loss.  We  do  this  by  reducing  the  losses  due  to  conduction,  convection  and  radiation.

  • We  can  reduce  heat loss  by  conduction  by  using  insulators,  eg  trapping  a  thin  layer  of  air.
  • Heat  loss  by  convection  can  be  reduced  by  preventing  convection  currents  being  set  up,  eg  trapping  small  pockets  of  air.
  • We  can  reduce  heat  loss  by  radiation  by  using  light,  shiny  surfaces,  which  are  poor  emitters.

Sometimes  we  need  to  maximise  heat  loss  to  keep  things  cool.  To  do  this  we  may  use  things  that  are:

  • Good  conductors.
  • Painted  matt  black.
  • Have  the  air  flow  around  them  maximised.
5 of 6

Heat Transfer by Design Examples

  • A  radiator  has  a  large  surface  area  so  it  looses  heat  easily.  
  • Small  objects  lose  heat  more  easily  than  larger  objects.
  • Heat  loss  from  buildings  can  be  reduced  by  using,  aluminium  foil  behind  radiators,  cavity  wall  insulation,  double  grazing  and  loft  insulation.

Loft  insulation -  such  as  fibergalss  reduces  heat  loss  by  having  pockets  of  air  in  the  fibre  glass  to  stop  conduction.

Cavity  wall  insulation  -  reduces  heat  loss  through  the  walls.

Aluminium  foil  behind  a  radiator  helps  reflect  the  heat  off  the  wall and  back  into  the  room.

Double  glazed  windows  -  the  two  windows  have  a  vaccum  inbetween  so  cuts  down  the  heat  conduction  and  convection  cannot  occur  in  a  vaccum.

6 of 6

Comments

No comments have yet been made

Similar Physics resources:

See all Physics resources »See all resources »