İstilik ötürülməsinin nə olduğundan danışaq. Bu termin maddədə enerjinin ötürülməsi prosesinə aiddir. O, istilik tənliyi ilə təsvir edilən mürəkkəb mexanizm ilə xarakterizə olunur.
İstilik ötürmə növləri
İstilik ötürülməsi necə təsnif edilir? İstilik keçiriciliyi, konveksiya və şüalanma təbiətdə mövcud olan üç enerji ötürülməsi üsuludur.
Onların hər birinin özünəməxsus xüsusiyyətləri, xüsusiyyətləri, texnologiyada tətbiqləri var.
İstilik keçiriciliyi
İstiliyin miqdarı molekulların kinetik enerjisinin cəmi kimi başa düşülür. Onlar toqquşduqda istiliyinin bir hissəsini soyuq hissəciklərə ötürə bilirlər. İstilik keçiriciliyi maksimum dərəcədə bərk cisimlərdə özünü göstərir, mayelər üçün daha az xarakterikdir, qaz halında olan maddələr üçün tamamilə xarakterik deyil.
Bərk cisimlərin istiliyi bir sahədən digərinə ötürmək qabiliyyətini təsdiq edən nümunə kimi aşağıdakı təcrübəni nəzərdən keçirin.
Polad məftil üzərində metal düymələri düzəltsəniz, sonra telin ucunu yanan ruh lampasına gətirsəniz, tədricən düymələr ondan düşməyə başlayacaq. Qızdırıldığında, molekullar daha sürətli, daha tez-tez hərəkət etməyə başlayırbir-biri ilə toqquşmaq. Soyuq bölgələrə enerji və istilik verən də məhz bu hissəciklərdir. Mayelər və qazlar kifayət qədər sürətli istilik axını təmin etmirsə, bu, isti bölgədə temperatur qradiyentinin kəskin artmasına səbəb olur.
İstilik şüalanması
Enerji ötürülməsi ilə hansı növ istilik ötürülməsi müşayiət olunur sualına cavab verərkən bu xüsusi üsulu qeyd etmək lazımdır. Radiant ötürülməsi enerjinin elektromaqnit şüalanması ilə ötürülməsini nəzərdə tutur. Bu variant 4000 K temperaturda müşahidə edilir və istilik keçiriciliyi tənliyi ilə təsvir olunur. Absorbsiya əmsalı müəyyən qazın kimyəvi tərkibindən, temperaturundan, sıxlığından asılıdır.
Havanın istilik ötürülməsi müəyyən həddə malikdir, enerji axınının artması ilə temperatur qradiyenti artır, udma əmsalı artır. Temperatur qradiyenti dəyəri adiabatik qradiyenti keçdikdən sonra konveksiya baş verəcək.
İstilik ötürülməsi nədir? Bu birbaşa təmasda və ya materialları ayıran arakəsmə vasitəsilə enerjinin isti obyektdən soyuq obyektə ötürülməsinin fiziki prosesidir.
Eyni sistemin cisimləri müxtəlif temperaturlara malikdirlərsə, enerjinin ötürülməsi prosesi onlar arasında termodinamik tarazlıq yaranana qədər baş verir.
İstilik ötürmə xüsusiyyətləri
İstilik ötürülməsi nədir? Bu fenomenin xüsusiyyətləri nələrdir? Siz onu tamamilə dayandıra bilməzsiniz, yalnız edə bilərsinizsürətini azaldır? İstilik ötürülməsi təbiətdə və texnologiyada istifadə olunurmu? Bir çox təbiət hadisələrini müşayiət edən və xarakterizə edən istilik ötürülməsidir: planetlərin və ulduzların təkamülü, planetimizin səthindəki meteoroloji proseslər. Məsələn, kütlə mübadiləsi ilə birlikdə istilik köçürmə prosesi buxarlanma ilə soyutma, qurutma, diffuziyanı təhlil etməyə imkan verir. O, iki istilik enerjisi daşıyıcısı arasında cisimlər arasında interfeys rolunu oynayan möhkəm divar vasitəsilə həyata keçirilir.
Təbiətdə və texnologiyada istilik ötürülməsi termodinamik sistemin xassələrini təhlil edərək fərdi orqanizmin vəziyyətini xarakterizə etmək üsuludur.
Furye Qanunu
Bu istilik keçiriciliyi qanunu adlanır, çünki istilik itkisinin ümumi gücünü, temperatur fərqini paralelepipedin kəsişmə sahəsi, uzunluğu, həmçinin istilik keçiriciliyi əmsalı ilə əlaqələndirir. Məsələn, bir vakuum üçün bu göstərici demək olar ki, sıfırdır. Bu fenomenin səbəbi istilik daşıya bilən vakuumda maddi hissəciklərin minimum konsentrasiyasıdır. Bu xüsusiyyətə baxmayaraq, vakuumda enerjinin radiasiya ilə ötürülməsi variantı var. Bir termos əsasında istilik köçürməsinin istifadəsini nəzərdən keçirin. Yansıtma prosesini artırmaq üçün divarları ikiqat hazırlanır. İstilik itkisini azaldaraq, onların arasından hava çıxarılır.
Konveksiya
İstilik ötürülməsinin nə olduğu sualına cavab verərkən mayelərdə istilik ötürmə prosesini nəzərdən keçirək.və ya qazlarda spontan və ya məcburi qarışdırmaqla. Məcburi konveksiya vəziyyətində maddənin hərəkəti xarici qüvvələrin təsiri ilə baş verir: fan bıçaqları, nasos. Oxşar seçim təbii konveksiyanın effektiv olmadığı hallarda istifadə olunur.
Təbii proses qeyri-bərabər qızdırma ilə maddənin aşağı təbəqələrinin qızdırıldığı hallarda müşahidə olunur. Onların sıxlığı azalır, yüksəlir. Üst təbəqələr isə əksinə, soyuyur, ağırlaşır və aşağı düşür. Daha sonra proses bir neçə dəfə təkrarlanır və qarışdırma zamanı burulğanların strukturunda öz-özünə təşkil olunma müşahidə olunur, konveksiya hüceyrələrindən nizamlı qəfəs əmələ gəlir.
Təbii konveksiyaya görə buludlar əmələ gəlir, yağıntı düşür və tektonik plitələr hərəkət edir. Günəşdə qranullar konveksiya yolu ilə əmələ gəlir.
İstilik ötürülməsindən düzgün istifadə minimum istilik itkisini, maksimum istehlakı təmin edir.
Konveksiyanın mahiyyəti
Konveksiyanı izah etmək üçün siz Arximed qanunundan, həmçinin bərk və mayelərin istilik genişlənməsindən istifadə edə bilərsiniz. Temperatur yüksəldikcə mayenin həcmi artır və sıxlığı azalır. Arximed qüvvəsinin təsiri altında daha yüngül (qızdırılmış) maye yuxarıya doğru meyl edir və soyuq (sıx) təbəqələr aşağı düşür və tədricən isinir.
Maye yuxarıdan qızdırıldıqda isti maye ilkin vəziyyətində qalır, ona görə də konveksiya müşahidə olunmur. Dövr belə işləyirenerjinin isti yerlərdən soyuq yerlərə ötürülməsi ilə müşayiət olunan maye. Qazlarda konveksiya oxşar mexanizmlə baş verir.
Termodinamik nöqteyi-nəzərdən konveksiya, daxili enerjinin ötürülməsinin qeyri-bərabər qızdırılan maddələrin ayrı-ayrı axınları ilə baş verdiyi istilik ötürmə variantı kimi qəbul edilir. Bənzər bir fenomen təbiətdə və gündəlik həyatda baş verir. Məsələn, istilik radiatorları döşəmədən minimum hündürlükdə, pəncərənin yanında quraşdırılır.
Soyuq hava batareya tərəfindən qızdırılır, sonra tədricən yuxarı qalxır və burada pəncərədən enən soyuq hava kütlələrinə qarışır. Konveksiya otaqda vahid temperaturun qurulmasına gətirib çıxarır.
Atmosfer konveksiyasının ümumi nümunələri arasında küləklər var: mussonlar, küləklər. Yerin bəzi fraqmentləri üzərində qızan hava digərlərinin üzərində soyuyur, bunun nəticəsində o dövr edir, rütubət və enerji ötürülür.
Təbii konveksiyanın xüsusiyyətləri
Buna eyni anda bir neçə amil təsir edir. Məsələn, təbii konveksiya sürətinə Yerin gündəlik hərəkəti, dəniz axınları və səthin topoqrafiyası təsir edir. Vulkan kraterlərindən və tüstü borularından çıxış, dağların əmələ gəlməsi, müxtəlif quşların uçması üçün əsas olan konveksiyadır.
Sonda
Termal şüalanma maddə tərəfindən buraxılan, daxili enerji hesabına baş verən davamlı spektrli elektromaqnit prosesdir. İstilik radiasiyasının hesablamalarını aparmaq üçün inFizika qara cisim modelindən istifadə edir. Stefan-Boltzman qanunundan istifadə edərək istilik radiasiyasını təsvir edin. Belə bir cismin şüalanma gücü dördüncü dərəcəyə götürülən bədənin səth sahəsi və temperaturu ilə düz mütənasibdir.
Temperaturun qeyri-bərabər paylanmasına malik olan istənilən cisimlərdə istilik keçiriciliyi mümkündür. Bu fenomenin mahiyyəti bədənin temperaturunu təyin edən molekulların və atomların kinetik enerjisinin dəyişməsidir. Bəzi hallarda istilik keçiriciliyi müəyyən bir maddənin istilik keçirmə kəmiyyət qabiliyyəti hesab olunur.
İstilik enerjisi mübadiləsinin genişmiqyaslı prosesləri yalnız günəş radiasiyası ilə yer səthinin qızması ilə məhdudlaşmır.
Yer atmosferində şiddətli konveksiya cərəyanları bütün planetdə hava şəraitinin dəyişməsi ilə xarakterizə olunur. Qütb və ekvator bölgələri arasında atmosferdə temperatur fərqləri ilə konveksiya axınları yaranır: reaktiv axınlar, ticarət küləkləri, soyuq və isti cəbhələr.
Yerin nüvəsindən istiliyin səthə ötürülməsi vulkan püskürmələrinə, geyzerlərin yaranmasına səbəb olur. Bir çox regionlarda geotermal enerji elektrik enerjisi istehsal etmək, yaşayış və sənaye binalarını qızdırmaq üçün istifadə olunur.
Bir çox istehsal texnologiyalarının məcburi iştirakçısına çevrilən istilikdir. Məsələn, metalların emalı və əridilməsi, qida məhsullarının istehsalı, neft emalı, mühərriklərin istismarı - bütün bunlar yalnız istilik enerjisi olduqda həyata keçirilir.
