Issiqlik uzatishning turlari issiqlik o'tkazuvchanligi konveksiya termal nurlanish. Issiqlik uzatish turlari: issiqlik uzatish koeffitsienti. Turli moddalarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari

Bu chap va o'rtasidagi harorat muvozanatiga olib keladi o'ng tomonlar, chunki fizikada bir-birining yonida ikkita energetik jihatdan juda farq qiladigan holat yo'q. Shunday qilib, agar vida bu erda chap tomonda iliq bo'lsa, bu ham vintdagi zarrachalarning tezroq ekanligini anglatadi. Va bu tez zarralar endi sekinroq zarrachalarga uriladi, ular keyin tezlashadi, keyin boshqalarga uriladi va hokazo. va shuning uchun issiqlik chapdan asta-sekin o'ngga o'tkaziladi. Endi boshqalarga qaraganda yaxshiroq issiqlik o'tkazuvchisi bo'lgan moddalar mavjud. Albatta, agar siz plastik qoshiqni qaynoq suvda saqlasangiz, masalan, kumush qoshiqqa qaraganda tezroq qiziydi.

Umuman olganda, biz aytishimiz mumkin: yaxshi issiqlik o'tkazgichlari ham odatda yaxshi elektr o'tkazgichlari, masalan, mis. Shunday qilib, birinchi navbatda, issiqlik o'tkazuvchanligi uchun. Aytgancha, suyuqliklar va gazlar ham issiqlikni o'tkazishi mumkin. Ammo keyin moddaning ichida aralashtirish va diffuziya muhim rol o'ynaydi. Issiqlik qanday o'tkaziladigan nuqta: ya'ni issiqlik oqimi yoki konveksiya deyiladi. Issiqlik oqimi suvda paydo bo'lishi mumkin. Bu erda biz dengiz oqimiga misol keltiramiz. Dengiz oqimi turli joylarda suvning harorat farqi tufayli yuzaga kelishi mumkin.

Misol uchun, agar siz chap tomonda iliqroq bo'lsangiz, suv sovuqroq bo'lgan joyda oqim olasiz. Issiq okean oqimlari atrof-muhitga issiqlikni chiqarib yuborishi va shu bilan iqlimga katta ta'sir ko'rsatishi mumkin. Bu ichki energiyani bir tanadan boshqasiga o'tkazishdir. Keling, yana bir misolni ko'rib chiqaylik issiqlik oqimi: Soch quritgich. Soch quritgichi havoni ichki qismiga puflaydi va keyin uni boshimiz tomon tashqariga puflaydi. Va u erda, masalan, havoning ichki energiyasi bizning sochimizga o'tkazilishi mumkin.

Shunday qilib, bu havo oqimi orqali issiqlik qanday uzatilishi mumkinligiga misol bo'ldi. Endi issiqlik oqimining oxirgi misoli uchun: isitish. Isitish trubkasida suv oqadi. Podvalda suv isitiladi. Chunki issiq suv sovuqqa qaraganda pastroq zichlikka ega, endi u yuqoriga qarab oqadi, u erda saqlanadigan issiqlikni atrof-muhitga chiqarishi mumkin. Issiqlikni qanday uzatishni aniqlang: termal nurlanish. Odatda issiqlik qabul qiluvchi quyoshdir. U o'zining issiq nurlarini erga yuboradi. Va bu nurlar aynan nima?

Quyosh nurlari ham faqat elektromagnit to'lqinlardir, shuning uchun ular, masalan, yorug'lik bilan bir xil xususiyatlarga ega. Ular ko'rinadigan diapazonda emas, balki asosan infraqizil diapazonda. Xo'sh, u yorug'likdan uzunroq. Va issiqlik nurlanishining o'ziga xos xususiyati, issiqlik o'tkazuvchanligi yoki issiqlik oqimidan farqli o'laroq, uzatish vakuumda ham amalga oshirilishi mumkin, ya'ni issiqlik uzatish zaruratidan qat'i nazar. Issiqlik nurlanishining yana bir misoli olovdir. Issiqlik o'tkazuvchanlik va issiqlik oqimi orqali uzatilgan bo'lsa-da, biz birinchi navbatda radiatsion issiqlik orqali olovda qizdirishimiz mumkin.

Xo'sh, bu uchtasi uchun edi turli yo'llar bilan issiqlik uzatish. Shunday qilib, biz yana xulosa qilamiz: issiqlik, ya'ni energiya shakli. Dengiz oqimi yoki termal radiatsiya, masalan, quyosh kabi. Yaxshi, shuning uchun issiqlik uzatilishi mumkin bo'lgan energiya shaklidir. Biroq, aksincha, harorat nima? Va harorat, issiqlikdan farqli o'laroq, zarralarning o'rtacha kinetik energiyasini tavsiflaydi. Boshqacha qilib aytganda, tanadagi harorat farqini o'lchash orqali siz boshqa jismga qancha issiqlik o'tkazilganligini ko'rishingiz mumkin. Bu harorat va harorat o'rtasidagi farq.

Birinchidan, kolba ichida metall mavjud bo'lib, u asta-sekin issiqlik o'tkazuvchanligi bilan isitiladi. Bu metall issiqlikni havoga o'tkazadi. Issiqlik oqimi bo'lishi mumkin. Va butun chiroq juda ko'p issiqlik chiqaradi, afsuski, u ko'proq yorug'lik ishlab chiqarishi kerak. Sizda har doim salbiy narsa bor yon effektlar. Shunday ekan, video sizga yoqdi degan umiddaman. Ungacha, keyingi safar ko'rishguncha! Dunyoni tushunishga urinishda biz duch keladigan asosiy muammolardan biri shundaki, ma'lum bir hodisani qolganlardan ajratib olish juda qiyin.

Haqiqiy hayotda biz bir vaqtning o'zida har xil sabab va oqibatlarga ega bo'lgan bir nechta voqealar sodir bo'lishini aniqlaymiz. Va bu ijtimoiy fanlarning asosiy muammosi: o'yindagi o'zgaruvchilar cheksizdir va gipotezani sinab ko'rish uchun tajriba o'tkazish umuman mumkin emas yoki axloqiy emas.

Yaxshiyamki, fanning boshqa sohalarida narsalar ancha sodda, masalan, jismlar va ularning o'zaro ta'sirini o'rganadigan fizika va ko'pincha bir hodisani boshqasidan ajratib turadigan tajriba o'tkazish oson. Lekin har holda, biz bu fanni o'rganmagan odam odatda unda qiyin va o'tib bo'lmaydigan narsani ko'radi. Boshqa tomondan, ilmiy fikrga ega bo'lgan ko'p odamlar kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq narsalarni tahlil qilishga moyil bo'lib, dunyoni ko'proq yoki kamroq ko'rishadi.

Ko'pincha maktablar o'z o'quvchilariga asosiy vositalarni o'rgatmaydi, shuning uchun ular issiqlik uzatish kabi oddiy narsani tushunishadi. Bu ahmoqona tuyulishi mumkin, ammo bu narsalarni yodda tutish bizga hayotning ko'p jabhalarida yordam beradi: ob-havoga qarab, hatto sovuq pivo uchun yoki uni saqlash uchun bizni qanday samarali himoya qilish haqida o'ylash. Biz xohlaymizmi yoki yo'qmi, ilm hamma joyda. Aksincha, koinot bilan yanada samarali aloqa qilish uchun bizga ma'lum bir ilmiy bilimlar bazasi kerak.

Issiqlik, fizika uchun, harorat kamroq bo'lgan yuqoriroq jismdan energiyaning uzatilishidir. Ko'pchilik ishonganidan farqli o'laroq, issiqlik harorat emas, balki energiya almashinuvidir. Shunday qilib, xuddi shu "issiqlik uzatish" iborasi ortiqcha bo'ladi, lekin u xuddi shu tarzda qo'llaniladi. Suv issiq deganda, uning issiqlik energiyasi juda ko'p ekanligini aytamiz. Bu ularning molekulalari kuchli tebranishini bildiradi, shuning uchun biz ularga tegsak, ular bu tebranishlarni qo'llariga o'tkazadilar va ular qanchalik kuchli ekanligiga qarab, ular bizga zarar etkazishi mumkin.

Issiq jismga teginish issiqlik energiyasini uzatishning yagona usuli emas, uchta usul mavjud. Bu o'tkazuvchanlik bo'ladi, nurlanish va konveksiya ham bor, lekin ko'p hollarda uchta holat bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi, ba'zilari esa boshqalardan ko'ra ko'proq. Shuning uchun bu uchta shokoladli quyon ularning har birini eng yakka holda ko'rsatish uchun qurbon qilingan.

Birinchi holda, biz qotilning shokoladli quyonga issiq dazmol qo'yganini ko'ramiz. Shokoladning erish nuqtasi 36º atrofida, temir esa, albatta, 100º dan yuqori, shuning uchun bir xil molekulalar o'z haroratining bir qismini shokoladga o'tkazishga moyil bo'lib, sekin soviganida uni asta-sekin eritib yuboradi. Ikki modda aloqa qilganda o'tkazuvchanlik sodir bo'ladi va issiqlik uzatish ko'proq bo'ladi yuqori harorat tizim termal muvozanatga kelguncha pastga. Bu hodisa asosan o'rtasida sodir bo'ladi qattiq moddalar va kamroq darajada suyuqliklarda.

Gazlarda issiqlik o'tkazuvchanligi minimaldir, chunki molekulalar bir-biridan keng tarqalgan. Ikkinchi holda, quyonga infraqizil nurlanish dozasi qo'llaniladi. Bu radiatsiya faqat ular bor narsa emas, deb sodir bo'ladi atom bombalari, lekin ular juda kichik, massasiz zarralar bo'lib, ular turli chastotali to'lqinlar kabi harakat qiladilar. Ularning chastotasiga qarab, ular radio to'lqinlari, infraqizil, yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, rentgen nurlari. Ularning har biri har xil xususiyat va xususiyatlarga ega, biz yorug'lik deb ataydigan narsa bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyatiga ega.

Rentgen nurlari tanadan o'tishi mumkin, ammo suyaklar yoki metallar kabi zichroq narsalar emas. Infraqizil nurlanish deyarli barcha moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladi va u chiroqdan shokolad yuzasiga yetganda, uning harorati oshadi. Barcha jismlar infraqizil nurlanishni chiqaradi, ularning harorati qanchalik baland bo'lsa, ular shunchalik ko'p chiqaradi. Bu jismlarning "sovishi" yoki termal muvozanatga moyilligining sabablaridan biridir. muhit. Hech narsa bilan aloqa qilmasa ham, tana infraqizil nurlanish shaklida energiyani yo'qotadi.

Nihoyat, uchinchi quyon sochlarini fen bilan jihozlashdan aziyat chekadi. Issiq havo oqimi yuzingizga uriladi. Biz gazlar yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega emasligini aytdik, chunki molekulalar bir-biri bilan teng darajada zaif ta'sir qiladi. Ammo biz katta harakat yaratadigan bo'lsak, biz quyon bilan aloqa qiladigan juda ko'p zarralarni hosil qilamiz. Shunday qilib, havo haroratini yo'qotadi va shokolad ko'tariladi, muvozanatlashadi. Termodinamikada konvektsiya suyuqlik harakati orqali issiqlikni uzatish bo'lsa, fizikaning boshqa sohalarida, suyuqliklar mexanikasida bo'lgani kabi, konvektsiya deyiladi. oddiy harakat suyuqliklar, transfer issiqlik yoki yo'qligini qiziqish holda.

Haqiqiy hayotda biz termos saqlaydigan suyuqlik haroratini qanday ushlab turishini tushunish uchun ushbu tushunchalardan foydalanishimiz mumkin. Hech qachon sindirib tashlaganlarning barchasi ular ikki qavatli oyna oynasidan yasalganligini bilishadi. Ko'zgu radiatsiya issiqlikni yo'qotmaslik uchun xizmat qiladi, chunki infraqizil nurlar aks ettirilgan yuzalarda aks etadi va idishni tark etmaydi. Ikkita shisha qatlami orasidagi bo'shliq issiqlik o'tkazuvchanlik yo'li bilan o'tkazilmasligi bilan bog'liq: ularning eng yaxshi sifat juda past bosimda "vakuum" yoki havoga ega bo'ling.

Biz gazlarning o'tkazuvchanligi minimal ekanligini aytdik, chunki ularning molekulalari juda kam o'zaro ta'sir qiladi. Xo'sh, molekulalar qancha kam bo'lsa, o'zaro ta'sir kamroq bo'ladi. Agar mukammal vakuumga erishilsa, simlar orqali uzatish nolga teng bo'ladi. Termos, shuningdek, atrof-muhit haroratidan pastroq haroratni saqlaydi. Xuddi shu narsa o'tkazuvchanlikka ham tegishli va ko'zgu tanamizdan keladigan infraqizil nurlanish u tomonidan so'rilmasligi uchun xizmat qiladi.

Issiqlik energiyani uzatishdir. Gastronomiyada u oziq-ovqatni kimyoviy va jismoniy jihatdan o'zgartirish uchun ishlatiladi va shu bilan hazm qilishni, chaynashni, ta'mini o'zgartirishni va ularni xavfsizroq qilishni osonlashtiradi. Energiyaning bunday uzatilishi har doim tizimdagi elementlarning haroratini tenglashtirishga intiladi, shuning uchun issiq qism sovutiladi va sovuq qism isitiladi, natijada uning haroratlari tenglashadi.

Energiyani uzatish uch xil mexanizm bilan amalga oshirilishi mumkin. Issiqlik o'tkazuvchanligi molekulalar o'rtasida kinetik energiyaning o'tkazilishi bilan beriladi. Uning tezligi va samaradorligi to'g'ridan-to'g'ri issiqlik o'tkazuvchanligiga bog'liq bo'lib, har bir moddada farqlanadi. Oshxonada kostryulkalar tayyorlanadigan materialni va biz foydalanadigan panjara yoki panjara tanlashda ushbu moment muhim ahamiyatga ega. Issiqlikni yaxshiroq o'tkazadigan materiallar issiqlikni ertaroq va oziq-ovqatga yaxshiroq o'tkazishi mumkin.

Umumiy materiallar orasida mis va alyuminiy kostryulkalar eng tez issiqlikdir, temir va po'lat haroratni o'zgartirish uchun ko'proq vaqt talab etadi, lekin ko'proq issiqlikni saqlaydi. Bu issiqlik uzatish mexanizmi qozon suvli qozonda pishirilganda yoki pechda yoqilganda sinovdan o'tkaziladi. Ikkala holatda ham suv va havo mos ravishda tizim ichida aylanib, haroratni bir hil holga keltiradi.