Τύποι μεταφοράς θερμότητας: συντελεστής μεταφοράς θερμότητας

Οποιοδήποτε υλικό σώμα έχει τέτοια χαρακτηριστικά όπως θερμότητα, η οποία μπορεί να αυξομειώνεται. Η θερμότητα δεν είναι υλική υπόσταση: ως μέρος της εσωτερικής ενέργειας του, αυτό συμβαίνει λόγω της μετακίνησης και της αλληλεπίδρασης των μορίων. Δεδομένου ότι η θερμότητα διαφόρων υλικών μπορεί να διαφέρουν, υπάρχει μια διαδικασία της μεταφοράς θερμότητας από ένα θερμαινόμενο ουσία σε μια ουσία με ένα μικρότερο ποσό θερμότητας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταφορά θερμότητας. Οι κύριοι τύποι μεταφοράς θερμότητας, και τους μηχανισμούς δράσης τους θα συζητηθούν σε αυτό το άρθρο.

Προσδιορισμός της θερμικής

ανταλλαγή θερμότητας ή τη θερμοκρασία διαδικασία μεταφοράς μπορεί να λάβει χώρα εντός της ύλης, καθώς και από μία ουσία στην άλλη. Σε αυτή την ένταση της θερμότητας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις φυσικές ιδιότητες της ύλης, η θερμοκρασία των ουσιών (αν ανταλλαγής θερμότητας που περιλαμβάνει πολλές ουσίες) και οι νόμοι της φυσικής. Η μεταφορά θερμότητας - είναι μια διαδικασία που συμβαίνει πάντα μονομερώς. Η κύρια αρχή της ανταλλαγής θερμότητας είναι ότι η πιο θερμαινόμενο σώμα δίνει πάντα τη θέρμανση του αντικειμένου με χαμηλότερη θερμοκρασία. Για παράδειγμα, ζεστό σίδερο δίνει θερμότητα όταν τα ρούχα σιδέρωμα παντελόνι, και όχι το αντίστροφο. Μεταφορά θερμότητας - ένα φαινόμενο ανάλογα με το δείκτη χρόνου, η οποία χαρακτηρίζει μη αναστρέψιμη κατανομή της θερμότητας στο χώρο.

μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας

Μηχανισμοί θερμική αλληλεπίδραση των ουσιών μπορούν να αποκτήσουν διαφορετικά σχήματα. Υπάρχουν τρεις τύποι μεταφοράς θερμότητας στη φύση:

1. Θερμική αγωγιμότητα - διαμοριακή μηχανισμός της μεταφοράς θερμότητας από το ένα μέρος του σώματος στο άλλο, ή με ένα άλλο αντικείμενο. Το ακίνητο βασίζεται στις ανομοιογένειες θερμοκρασίας σε αυτές τις ουσίες.
2. Κυκλοθερμικοί - ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ ρευστών (υγρών, αέρα).
3. επίδραση ακτινοβολίας - η μεταφορά της θερμότητας από το θερμαινόμενο και θερμάνθηκε σε βάρος της ενέργειάς τους φορείς (πηγές) με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με ένα σταθερό φάσμα.

Εξετάστε τις εισηγμένες τύπους μεταφοράς θερμότητας με περισσότερες λεπτομέρειες.

θερμική αγωγιμότητα

Τις περισσότερες φορές, η θερμική αγωγιμότητα παρατηρείται σε στερεά. Εάν κάτω από την επίδραση οποιασδήποτε παράγοντα σε μία και την ίδια ουσία εμφανίζονται περιοχές με διαφορετικές θερμοκρασίες, η θερμική ενέργεια του θερμαινόμενου τμήματος θα περάσει πάνω στο κρύο. Ένα παρόμοιο φαινόμενο σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να παρατηρηθεί οπτικά. Για παράδειγμα, αν πάρετε μια μεταλλική ράβδο, για παράδειγμα, μια βελόνα, και θερμάνετε στη φωτιά, τότε μετά από λίγο, δείτε πώς θερμική ενέργεια μεταδίδεται διαμέσου της βελόνας για να σχηματισθεί σε ορισμένους τομείς λάμψη. Στη θέση όπου η θερμοκρασία είναι υψηλότερη λάμψη φωτεινή, και αντιστρόφως, όπου t είναι κατώτερο αυτό πιο σκούρα. Η θερμική αγωγιμότητα μπορεί επίσης να παρατηρηθεί μεταξύ των δύο σωμάτων (μια κούπα ζεστό τσάι και ένα χέρι)

Η ένταση της μετάδοσης της ροής θερμότητας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, η αναλογία των οποίων γαλλική μαθηματικός Fourier αποκάλυψε. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν την πρώτη βαθμίδα θερμοκρασίας (την αναλογία της διαφοράς θερμοκρασίας στα άκρα της ράβδου προς την απόσταση από το ένα άκρο στο άλλο), το πεδίο διατομής του σώματος, και η θερμική αγωγιμότητα (όλες οι ουσίες που είναι διαφορετικό, αλλά το υψηλότερο παρατηρήθηκε σε μέταλλα). Το πιο σημαντικό συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας παρατηρήθηκε για χαλκό και αλουμίνιο. Δεν είναι εκπληκτικό ότι αυτές οι δύο μέταλλα που χρησιμοποιούνται συχνά για την παρασκευή των ηλεκτρικών καλωδίων. Μετά Fourier δίκαιο της ποσότητας ροής θερμότητας μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί αλλάζοντας μία από αυτές τις παραμέτρους.

τύπους μεταφοράς θερμότητας συναγωγή

Κυκλοθερμικοί εγγενείς κυρίως για αέρια και υγρά, έχει δύο συνιστώσες: θερμική αγωγιμότητα και διαμοριακές κίνησης (διανομή) του μέσου. μηχανισμός συναγωγή της δράσης είναι η εξής: η αύξηση της θερμοκρασίας των μορίων ρευστής ουσίας αρχίσει την κίνησή του και πιο ενεργό υπό την απουσία των χωρικών περιορισμών ουσίας αυξάνει ο όγκος. Μια συνέπεια αυτής της διαδικασίας θα μειωθεί η πυκνότητα μιας ουσίας και ανοδική κίνηση του. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα της μεταφοράς - η κίνηση του θερμαινόμενου αέρα ψύκτη από την μπαταρία στο ανώτατο όριο.

Διακρίνουν δωρεάν και ανάγκασε τους τύπους μεταφορά θερμότητας μεταγωγής. Θερμότητα και αναδεύουμε σε ελεύθερη τύπος μάζα οφείλεται στην ανομοιογένεια της ουσίας, δηλαδή θερμό υγρό αυξήσεις πάνω από το κρύο φυσικό τρόπο χωρίς να ασκούν μια επίδραση εξωτερικών δυνάμεων (π.χ., από το δωμάτιο θέρμανση κεντρική θέρμανση). Όταν αναγκαστική μετακίνηση μάζας συναγωγή λαμβάνει χώρα υπό την επίδραση των εξωτερικών δυνάμεων, όπως ανάδευση κουτάλι τσαγιού.

θερμική ακτινοβολία

Ακτινοβολία ή ακτινοβολίας μεταφορά θερμότητας μπορεί να λάβει χώρα χωρίς επαφή με ένα άλλο αντικείμενο ή την ουσία, έτσι ώστε να είναι δυνατή ακόμη και σε ένα κενό (κενό). Μεταφορά θερμότητος δια ακτινοβολίας εγγενής σε όλα τα σώματα σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό, και εμφανίζεται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων με ένα συνεχές φάσμα. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα - τις ακτίνες του ήλιου. Ο μηχανισμός δράσης είναι η εξής: το σώμα εκπέμπει συνεχώς ένα ορισμένο ποσό της θερμότητας στο χώρο που το περιβάλλει. Όταν αυτή η ενέργεια φτάνει στο άλλο αντικείμενο ή την ουσία, κάποιες από αυτές απορροφάται από το δεύτερο τμήμα περνά μέσα, και η τρίτη αντανακλάται στο περιβάλλον. Οποιοδήποτε αντικείμενο μπορεί τόσο να εκπέμπει θερμότητα και να απορροφήσει, το σκοτεινό υλικού ικανή να απορροφά περισσότερη θερμότητα από το φως.

μηχανισμοί Συνδυασμένη μεταφορά θερμότητας

Στη φύση, τα είδη των διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας σπάνια συμβαίνουν σε απομόνωση. Τις περισσότερες φορές, μπορεί να δει μαζί. Στη θερμοδυναμική, ο συνδυασμός έχουν ακόμη και ένα όνομα, για παράδειγμα, τη θερμική αγωγιμότητα + συναγωγή - μία μεταφορά συναγωγής θερμότητας και θερμική αγωγιμότητα + θερμική ακτινοβολία ονομάζεται ακτινοβολία-αγώγιμη μεταφορά θερμότητας. Επιπλέον, τέτοια απομονωμένα είδη συνδυασμένης παραγωγής θερμότητας ως:

• Μεταφορά θερμότητας - κίνηση θερμότητας μεταξύ του αερίου και της υγρής ή στερεάς ουσίας.
• Η μεταφορά θερμότητας - η μεταφορά των t από το ένα θέμα στο άλλο, μέσω ενός μηχανικού εμποδίου.
• Συναγωγής-μεταφορά θερμότητος δια ακτινοβολίας σχηματίζεται από το συνδυασμό των συναγωγή και θερμική ακτινοβολία.

Τύποι ανταλλαγή θερμότητας στη φύση (παραδείγματα)

Η μεταφορά θερμότητας στη φύση παίζει τεράστιο ρόλο και δεν περιορίζεται σε θέρμανση το φως του ήλιου κόσμο. Τεράστιες ρεύματα μεταφοράς, όπως η κίνηση των αερίων μαζών, καθορίζουν σε μεγάλο βαθμό τη καιρού για ολόκληρο τον πλανήτη μας.

Η θερμική αγωγιμότητα του πυρήνα της Γης οδηγεί σε ξεσπάσει θερμοπίδακες και ηφαιστειακά πετρώματα. Αυτό είναι μόνο ένα μικρό μέρος των παραδειγμάτων η ανταλλαγή θερμότητας σε παγκόσμια κλίμακα. Μαζί αποτελούν ένα είδος της συναγωγής μεταφοράς θερμότητας και μεταφορά θερμότητας ακτινοβολίας αγώγιμο τύπους αναγκαία για τη ζωή στον πλανήτη.

Η χρήση της θερμότητας στις ανθρωπολογικές δραστηριότητες

Θερμότητας - είναι ένα σημαντικό μέρος της σχεδόν όλες τις βιομηχανικές διαδικασίες. Είναι δύσκολο να πούμε τι είδους ανθρώπινα θερμότητα που χρησιμοποιείται περισσότερο στην εθνική οικονομία. Μάλλον και τα τρία ταυτόχρονα. Λόγω της διαδικασίας μεταφοράς θερμότητας λαμβάνει χώρα τήξη των μετάλλων, η παραγωγή τεράστιων ποσοτήτων εμπορευμάτων, ξεκινώντας με αντικείμενα καθημερινής χρήσης και τελειώνει με διαστημικά σκάφη.

Απαραίτητο για πολιτισμού έχουν θερμικών μονάδων ικανή να μετατρέπει θερμική ενέργεια σε χρησιμοποιήσιμη δύναμη. Αυτές περιλαμβάνουν βενζίνη, ντήζελ, συμπιεστής, εγκατάσταση στροβίλου. Για την εργασία τους χρησιμοποιούν διάφορα είδη μεταφοράς θερμότητας.