Жылуулук берүүнүн түрлөрү: жылуулук берүү коэффициенти

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Ар кандай материалдык дененин жылуулук сыяктуу өзгөчөлүгү бар, ал көбөйүп, азаят. Жылуулук материалдык зат эмес: заттын ички энергиясынын бир бөлүгү катары ал молекулалардын кыймылынын жана өз ара аракетинин натыйжасында пайда болот. Ар кандай заттардын жылуулугу ар кандай болушу мүмкүн болгондуктан, жылуулукту ысып турган заттан жылуулугу аз затка өткөрүү процесси жүрөт. Бул процесс жылуулук өткөрүмдүүлүк деп аталат. Жылуулук берүүнүн негизги түрлөрүн жана алардын ишинин механизмдерин ушул макалада карап чыгабыз.

Жылуулук өткөрүүнү аныктоо

Жылуулук берүү же температуранын өтүү процесси заттын ичинде да, бир заттан экинчи затка да болушу мүмкүн. Ошол эле учурда жылуулук берүүнүн интенсивдүүлүгү көп жагынан заттын физикалык касиеттерине, заттардын температурасына (эгерде бир нече заттар жылуулук алмашууга катышса) жана физика мыйзамдарына көз каранды. Жылуулук берүү дайыма бир тараптуу жүрүп жаткан процесс. Жылуулук берүүнүн негизги принциби – эң ысык дененин температурасы төмөн болгон нерсеге дайыма жылуулук берүү. Мисалы, кийим үтүктөөдө, ысык үтүкшымга жылуулук берет, тескерисинче эмес. Жылуулук берүү - жылуулуктун мейкиндикте кайтарылгыс бөлүштүрүлүшүн мүнөздөгөн убакытка көз каранды кубулуш.

Жылуулук берүү механизмдери

Заттардын жылуулук өз ара аракеттенүү механизмдери ар кандай формада болушу мүмкүн. Жаратылышта жылуулук өткөрүүнүн үч түрү бар:

1. Жылуулук өткөргүчтүк – дененин бир бөлүгүнөн экинчисине же башка объектке молекулалар аралык жылуулук берүү механизми. Бул касиет каралып жаткан заттардагы температуранын бир тектүү эместигине негизделген.
2. Конвекция - суюктуктар (суюктук, аба) ортосундагы жылуулук алмашуу.
3. Радиациялык аракет – бул ысытылган жана ысытылган денелерден (булактардан) жылуулуктун туруктуу спектрдеги электромагниттик толкундар түрүндө берилиши.

Келгиле, келтирилген жылуулук өткөрүүнүн түрлөрүн кененирээк карап чыгалы.

Жылуулук өткөргүчтүк

Көбүнчө жылуулук өткөргүч катуу заттарда байкалат. Эгерде кандайдыр бир факторлордун таасири астында бир эле заттын ичинде ар түрдүү температурадагы аймактар пайда болсо, анда ысык аймактан келген жылуулук энергиясы муздак жерге өтөт. Кээ бир учурларда, бул көрүнүштү визуалдык түрдө да байкоого болот. Мисалы, биз темир таякчаны, айталы, ийнени алып, аны отко ысытсак, бир канча убакыт өткөндөн кийин ийне аркылуу жылуулук энергиясы кандайча берилип, белгилүү бир аймакта жаркыраган нур пайда болуп жатканын көрөбүз. Ошол эле учурда, температура жогору болгон жерде, жаркыраган жарык жана, тескерисинче, t төмөн болгон жерде, ал караңгы болот. Жылуулук өткөрүүнү эки дененин ортосунда да байкоого болот (бир кружка ысык чай менен кол)

Жылуулук агымынын өтүү интенсивдүүлүгү көптөгөн факторлорго көз каранды, алардын катышын француз математиги Фурье ачкан. Бул факторлорго, биринчи кезекте, температура градиенти (таякчанын учтарындагы температура айырмасынын бир учунан экинчи четине чейинки аралыкка катышы), дененин кесилишинин аянты жана жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициенти (ал бардык заттар үчүн ар кандай, бирок эң жогорку металлдарда байкалат). Жылуулук өткөрүмдүүлүктүн эң олуттуу коэффициенти жез менен алюминийде байкалат. Бул эки металл көбүрөөк электр зымдарын өндүрүүдө колдонулат калыштуу эмес. Фурье мыйзамына ылайык, жылуулук агымын бул параметрлердин бирин өзгөртүү менен көбөйтүүгө же азайтууга болот.

Жылуулук берүүнүн конвекциялык түрлөрү

Негизинен газдарга жана суюктуктарга мүнөздүү болгон конвекциянын эки компоненти бар: молекулалар аралык жылуулук өткөрүмдүүлүк жана чөйрөнүн кыймылы (таралышы). Конвекциянын таасир этүү механизми төмөнкүчө жүрөт: суюк заттын температурасынын жогорулашы менен анын молекулалары активдүү кыймылдай баштайт, ал эми мейкиндикте чектөөлөр болбогондо заттын көлөмү көбөйөт. Бул процесстин натыйжасы заттын тыгыздыгынын төмөндөшү жана анын жогору карай кыймылы болот. Радиатор ысыткан абанын батареядан шыпты көздөй жылышы конвекциянын айкын мисалы болуп саналат.

Жылуулук өткөрүүнүн эркин жана мажбурланган конвективдүү түрлөрүн айырмалоо. Жылуулук берүү жана эркин түрдөгү массалардын кыймылы заттын гетерогендүүлүгүнөн пайда болот, башкача айтканда ысык суюктук табигый муздактан жогору көтөрүлөт.тышкы күчтөрдүн таасири жок жол (мисалы, борбордук жылытуу менен бөлмөнү жылытуу). Мажбурланган конвекцияда массанын кыймылы тышкы күчтөрдүн таасири астында ишке ашат, мисалы чайды кашык менен аралаштыруу.

Радианттык жылуулук өткөргүч

Радиациялык же радиациялык жылуулук өткөрүмдүүлүк башка объект же зат менен тийбестен болушу мүмкүн, ошондуктан абасыз мейкиндикте (вакуумда) да мүмкүн. Радиациялык жылуулук өткөрүмдүүлүк аздыр-көптүр бардык денелерге мүнөздүү жана үзгүлтүксүз спектрдеги электромагниттик толкундар түрүндө көрүнөт. Мунун негизги мисалы - күн. Иш-аракетинин механизми төмөнкүчө: организм аны курчап турган мейкиндикке тынымсыз белгилүү өлчөмдө жылуулук бөлүп турат. Бул энергия башка нерсеге же затка тийгенде анын бир бөлүгү сиңип, экинчи бөлүгү өтүп, үчүнчү бөлүгү айлана-чөйрөгө чагылат. Каалаган объект жылуулукту таратып да, жутуп да алат, ал эми караңгы заттар жарыкка караганда көбүрөөк жылуулукту сиңире алат.

Жылуулук өткөрүү механизмдери

Жаратылышта жылуулук берүү процесстеринин түрлөрү өзүнчө сейрек кездешет. Көп учурда алар чогуу көрүүгө болот. Термодинамикада бул комбинациялардын атүгүл аталыштары бар, мисалы, жылуулук өткөргүчтүк + конвекция конвективдик жылуулук өткөрүмдүүлүк, ал эми жылуулук өткөргүчтүк + жылуулук нурлануу радиациялык-өткөргүч жылуулук өткөрүмдүүлүк деп аталат. Кошумчалай кетсек, жылуулук өткөрүүнүн мындай курама түрлөрү бар:

• Жылуулуктун таралышы -газ же суюктук менен катуу заттын ортосундагы жылуулук энергиясынын кыймылы.
• Жылуулук берүү – бул t бир заттан экинчи затка механикалык тоскоолдук аркылуу өтүшү.
• Конвективдик-нурлануучу жылуулук өткөрүмдүүлүк конвекция жана жылуулук нурлануусу менен түзүлөт.

Жаратылыштагы жылуулук өткөрүүнүн түрлөрү (мисалдар)

Жаратылыштагы жылуулук берүү эбегейсиз зор роль ойнойт жана күн нурлары менен жер шарын ысытуу менен эле чектелбейт. Аба массаларынын кыймылы сыяктуу кеңири конвекциялык агымдар биздин планетанын аба ырайын негизинен аныктайт.

Жердин ядросунун жылуулук өткөрүмдүүлүгү гейзерлердин пайда болушуна жана жанар тоо тектеринин атылышына алып келет. Булар дүйнөлүк масштабда жылуулук өткөрүүнүн бир нече мисалдары. Алар биргелешип, биздин планетада жашоону камсыз кылуу үчүн зарыл болгон конвективдик жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жылуулук өткөрүмдүүлүктүн радиациялык-өткөргүч түрлөрүн түзөт.

Антропологиялык ишмердүүлүктө жылуулук өткөрүүнү колдонуу

Жылуулук дээрлик бардык өндүрүш процесстеринин маанилүү компоненти болуп саналат. Эл чарбасында жылуулук алмашуунун кайсы түрүн адам эң көп колдоноорун айтуу кыйын. Үчөө тең бир убакта болсо керек. Жылуулук берүү процесстери металлдарды эритүү үчүн колдонулат жана күнүмдүк буюмдардан космостук аппараттарга чейин кеңири ассортиментти өндүрөт.

Жылуулук энергиясын пайдалуу кубаттуулукка айландыра алган жылуулук бирдиктери цивилизация үчүн өтө маанилүү. арасындааларды бензин, дизелдик, компрессордук, турбиналык агрегаттар деп атоого болот. Жумушу үчүн алар жылуулук өткөрүүнүн ар кандай түрлөрүн колдонушат.