Keling, issiqlik uzatish nima haqida gapiraylik. Bu atama moddada energiya almashinuvi jarayonini anglatadi. U issiqlik tenglamasi bilan tavsiflangan murakkab mexanizm bilan tavsiflanadi.
Issiqlik uzatish turlari
Issiqlik uzatish qanday tasniflanadi? Issiqlik o'tkazuvchanligi, konveksiya va nurlanish tabiatda mavjud bo'lgan energiya uzatishning uchta usulidir.
Ularning har birining oʻziga xos xususiyatlari, xususiyatlari, texnologiyada qoʻllanilishi bor.
Issiqlik o'tkazuvchanligi
Issiqlik miqdori deganda molekulalarning kinetik energiyasi yig’indisi tushuniladi. Ular to'qnashganda, ular issiqlikning bir qismini sovuq zarrachalarga o'tkazishga qodir. Issiqlik o'tkazuvchanligi maksimal darajada qattiq moddalarda namoyon bo'ladi, suyuqliklar uchun kamroq xarakterlidir, gazsimon moddalar uchun mutlaqo xos emas.
Qattiq jismlarning issiqlikni bir hududdan ikkinchisiga oʻtkazish qobiliyatini tasdiqlovchi misol sifatida quyidagi tajribani koʻrib chiqing.
Agar siz metall tugmachalarni po'lat simga o'rnatsangiz, simning uchini yonayotgan chiroqqa olib kelsangiz, asta-sekin tugmalar undan tusha boshlaydi. Qizdirilganda molekulalar tezroq, tez-tez harakat qila boshlaydibir-biri bilan to'qnashish. Aynan shu zarralar o'z energiyasini va issiqligini sovuqroq hududlarga beradi. Agar suyuqliklar va gazlar issiqlikning etarlicha tez chiqishini ta'minlamasa, bu issiq mintaqada harorat gradientining keskin oshishiga olib keladi.
Issiqlik nurlanishi
Qaysi turdagi issiqlik uzatish energiya uzatish bilan birga keladi degan savolga javob berib, ushbu aniq usulni ta'kidlash kerak. Radiant uzatish energiyani elektromagnit nurlanish orqali uzatishni o'z ichiga oladi. Bu variant 4000 K haroratda kuzatiladi va issiqlik o'tkazuvchanlik tenglamasi bilan tavsiflanadi. Yutish koeffitsienti ma'lum gazning kimyoviy tarkibi, harorati, zichligiga bog'liq.
Havoning issiqlik almashinuvi ma'lum chegaraga ega, energiya oqimining oshishi bilan harorat gradienti oshadi, yutilish koeffitsienti ortadi. Harorat gradienti qiymati adiabatik gradientdan oshib ketgandan keyin konveksiya sodir bo'ladi.
Issiqlik uzatish nima? Bu to'g'ridan-to'g'ri aloqa yoki materiallarni ajratuvchi qism orqali energiyani issiq ob'ektdan sovuq ob'ektga o'tkazishning jismoniy jarayoni.
Agar bir xil sistema jismlari har xil haroratga ega boʻlsa, energiya almashinuvi jarayoni ular oʻrtasida termodinamik muvozanat oʻrnatilguncha sodir boʻladi.
Issiqlik uzatish xususiyatlari
Issiqlik uzatish nima? Ushbu hodisaning xususiyatlari qanday? Siz buni butunlay to'xtata olmaysiz, faqat mumkintezligini pasaytiradimi? Tabiatda va texnologiyada issiqlik uzatish qo'llaniladimi? Bu ko'plab tabiiy hodisalar: sayyoralar va yulduzlarning evolyutsiyasi, sayyoramiz yuzasidagi meteorologik jarayonlar bilan birga keladigan va tavsiflovchi issiqlik uzatishdir. Masalan, massa almashinuvi bilan birga issiqlik uzatish jarayoni bug'lanishli sovutish, quritish, diffuziyani tahlil qilish imkonini beradi. U ikkita issiqlik energiyasi tashuvchisi o'rtasida qattiq devor orqali amalga oshiriladi, bu jismlar orasidagi interfeys vazifasini bajaradi.
Tabiat va texnologiyada issiqlik almashinuvi - bu individual tananing holatini tavsiflash, termodinamik tizim xususiyatlarini tahlil qilish usuli.
Furye qonuni
Bu issiqlik o'tkazuvchanlik qonuni deb ataladi, chunki u issiqlik yo'qotishning umumiy quvvatini, harorat farqini parallelepipedning kesishish maydoni, uzunligi, shuningdek issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti bilan bog'laydi. Misol uchun, vakuum uchun bu ko'rsatkich deyarli nolga teng. Ushbu hodisaning sababi vakuumda issiqlikni ko'tara oladigan moddiy zarrachalarning minimal konsentratsiyasidir. Bu xususiyatga qaramay, vakuumda radiatsiya orqali energiya uzatish varianti mavjud. Termos asosida issiqlik uzatishdan foydalanishni ko'rib chiqing. Uning devorlari aks ettirish jarayonini kuchaytirish uchun ikki barobar qilingan. Issiqlik yo'qotilishini kamaytiradigan holda havo ularning orasiga chiqariladi.
Konveksiya
Issiqlik almashinuvi nima degan savolga javob berib, suyuqliklarda issiqlik uzatish jarayonini ko'rib chiqing.yoki gazlarda o'z-o'zidan yoki majburiy aralashtirish orqali. Majburiy konveksiya holatida materiyaning harakati tashqi kuchlarning ta'siridan kelib chiqadi: fan pichoqlari, nasos. Shunga o'xshash variant tabiiy konvektsiya samarali bo'lmagan holatlarda qo'llaniladi.
Tabiiy jarayon notekis isitish bilan moddaning pastki qatlamlari qizdirilganda kuzatiladi. Ularning zichligi pasayadi, ular ko'tariladi. Yuqori qatlamlar, aksincha, soviydi, og'irlashadi va pastga tushadi. Keyinchalik jarayon bir necha marta takrorlanadi va aralashtirish jarayonida vortekslar tuzilishiga o'z-o'zini tashkil qilish kuzatiladi, konveksiya hujayralaridan muntazam panjara hosil bo'ladi.
Tabiiy konvektsiya tufayli bulutlar hosil bo'ladi, yog'ingarchilik tushadi va tektonik plitalar harakatlanadi. Quyoshda granulalar konvektsiya orqali hosil bo'ladi.
Issiqlik uzatishdan toʻgʻri foydalanish minimal issiqlik yoʻqotilishini, maksimal sarfni taʼminlaydi.
Konveksiyaning mohiyati
Konvektsiyani tushuntirish uchun Arximed qonunidan, shuningdek, qattiq va suyuqliklarning issiqlik kengayishidan foydalanish mumkin. Harorat ko'tarilgach, suyuqlik hajmi ortadi va zichligi pasayadi. Arximed kuchi ta'sirida engilroq (isitilgan) suyuqlik yuqoriga intiladi va sovuq (zich) qatlamlar pastga tushadi va asta-sekin isinadi.
Suyuqlik yuqoridan qizdirilganda iliq suyuqlik asl holatida qoladi, shuning uchun konvektsiya kuzatilmaydi. Tsikl shunday ishlaydisuyuqlik, bu energiyani issiq joylardan sovuq joylarga o'tkazish bilan birga keladi. Gazlarda konveksiya xuddi shunday mexanizm bo'yicha sodir bo'ladi.
Termodinamik nuqtai nazardan, konvektsiya issiqlik uzatishning bir varianti sifatida qaraladi, bunda ichki energiyaning uzatilishi notekis isitiladigan moddalarning alohida oqimlari orqali sodir bo'ladi. Shunga o'xshash hodisa tabiatda va kundalik hayotda uchraydi. Masalan, isitish radiatorlari poldan minimal balandlikda, deraza tokchasi yonida o'rnatiladi.
Sovuq havo batareya tomonidan isitiladi, so'ngra asta-sekin yuqoriga ko'tariladi va u erda derazadan tushayotgan sovuq havo massalari bilan aralashadi. Konvektsiya xonada bir xil haroratni o'rnatishga olib keladi.
Atmosfera konvektsiyasining keng tarqalgan misollari orasida shamollar mavjud: mussonlar, shabadalar. Yerning ba'zi qismlari ustida qizib ketgan havo boshqalarida soviydi, buning natijasida u aylanib, namlik va energiya uzatiladi.
Tabiiy konveksiyaning xususiyatlari
Bir vaqtning o'zida bir nechta omillar ta'sir qiladi. Masalan, tabiiy konvektsiya tezligiga Yerning kunlik harakati, dengiz oqimlari va er yuzasi relyefi ta'sir qiladi. Aynan konvektsiya vulqon kraterlari va tutun quvurlaridan chiqishi, tog'larning paydo bo'lishi, turli qushlarning uchishi uchun asos bo'ladi.
Xulosa
Issiqlik nurlanish - doimiy spektrli elektromagnit jarayon bo'lib, u modda tomonidan chiqariladi, ichki energiya tufayli yuzaga keladi. Issiqlik nurlanishining hisob-kitoblarini amalga oshirish uchun, inFizika qora tanli modeldan foydalanadi. Stefan-Boltzman qonuni yordamida issiqlik nurlanishini tavsiflang. Bunday jismning nurlanish kuchi to'rtinchi darajaga olingan tananing sirt maydoni va haroratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Issiqlik o'tkazuvchanligi haroratning bir xil bo'lmagan taqsimlanishiga ega bo'lgan har qanday jismlarda mumkin. Hodisaning mohiyati molekulalar va atomlarning kinetik energiyasining o'zgarishi bo'lib, bu tananing haroratini belgilaydi. Ba'zi hollarda issiqlik o'tkazuvchanligi ma'lum bir moddaning issiqlik o'tkazuvchanligining miqdoriy qobiliyati deb hisoblanadi.
Issiqlik energiyasi almashinuvining keng miqyosli jarayonlari faqat er yuzasini quyosh nurlanishi bilan isitish bilan cheklanmaydi.
Yer atmosferasidagi qattiq konvektsiya oqimlari butun sayyoradagi ob-havo sharoitlarining o'zgarishi bilan tavsiflanadi. Atmosferaning qutb va ekvatorial hududlar o'rtasidagi harorat farqi bilan konveksiya oqimlari paydo bo'ladi: reaktiv oqimlar, savdo shamollari, sovuq va issiq frontlar.
Yer yadrosidan issiqlikning yer yuzasiga oʻtishi vulqon otilishi, geyzerlarning paydo boʻlishiga sabab boʻladi. Ko'pgina hududlarda geotermal energiya elektr energiyasi ishlab chiqarish, turar-joy va sanoat binolarini isitish uchun ishlatiladi.
Bu issiqlik ko'plab ishlab chiqarish texnologiyalarining majburiy ishtirokchisiga aylanadi. Masalan, metallarni qayta ishlash va eritish, oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish, neftni qayta ishlash, dvigatellarning ishlashi - bularning barchasi faqat issiqlik energiyasi mavjud bo'lganda amalga oshiriladi.
