Бул жерден окурман жылуулук өткөрүмдүүлүк деген эмне жөнүндө жалпы маалымат табат, ошондой эле нурлануучу жылуулук өткөрүмдүүлүк кубулушун, анын айрым мыйзамдарга баш ийүүсүн, процесстин өзгөчөлүктөрүн, жылуулуктун формуласын, колдонулушун кеңири карап чыгат. адам тарабынан жылуулук өткөрүлүшү жана анын жаратылыштагы агымы.
Жылуулук алмашууга кирүү
Нурлуу жылуулук өткөрүүнүн маңызын түшүнүү үчүн адегенде анын маңызын түшүнүп, ал эмне экенин билүү керек?
Жылуулук берүү - бул объектиде же предметте иштебестен, ошондой эле организм тарабынан аткарылбаган жумушсуз ички типтеги энергетикалык көрсөткүчтүн өзгөрүшү. Мындай процесс ар дайым белгилүү бир багытта жүрөт, тактап айтканда: жылуулук индекси жогору болгон денеден төмөн болгон денеге өтөт. Телолордун ортосундагы температура теңдешине жеткенде процесс токтоп, жылуулук өткөрүмдүүлүк, конвекция жана нурлануунун жардамы менен ишке ашат.
- Жылуулук өткөргүчтүк – бул дененин бир фрагментинен экинчисине же денелердин ортосундагы байланышта ички энергияны өткөрүү процесси.
- Конвекция - бул жылуулук өткөрүүсуюктук же газ агымы менен бирге энергияны өткөрүү.
- Радиация электромагниттик мүнөзгө ээ, белгилүү бир температура абалындагы заттын ички энергиясынан улам бөлүнүп чыгат.
Жылуулук формуласы берилген энергиянын көлөмүн аныктоо үчүн эсептөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берет, бирок өлчөнгөн маанилер жүрүп жаткан процесстин мүнөзүнө жараша болот:
- Q=cmΔt=cm(t2 – t1) – жылытуу жана муздатуу;
- Q=mλ – кристаллдашуу жана эрүү;
- Q=mr - буу конденсациясы, кайноо жана буулануу;
- Q=mq – күйүүчү май.
Дене менен температуранын ортосундагы байланыш
Нурлуу жылуулук өткөрүмдүүлүк деген эмне экенин түшүнүү үчүн инфракызыл нурлануу жөнүндөгү физиканын негизги мыйзамдарын билүү керек. Температурасы абсолюттук мааниде нөлдөн жогору болгон ар кандай дене дайыма жылуулук энергиясын бөлүп чыгарарын эстен чыгарбоо керек. Ал электромагниттик мүнөздөгү толкундардын инфракызыл спектринде жатат.
Бирок, бирдей температурага ээ болгон ар кандай денелердин нурлануу энергиясын чыгаруу жөндөмү ар кандай болот. Бул өзгөчөлүк, мисалы, ар кандай факторлордон көз каранды болот: дене түзүлүшү, табияты, формасы жана бетинин абалы. Электромагниттик нурлануунун табияты кош, корпускулярдык толкунду билдирет. Электромагниттик типтеги талаа кванттык мүнөзгө ээ, ал эми анын кванттары фотондор менен көрсөтүлөт. Атомдор менен өз ара аракеттенип, фотондор жуулуп, энергиясын электрондорго өткөрүп беришет, фотон жок болот. Энергетикалык экспоненттин термикалык флуктуациясымолекуладагы атом көбөйөт. Башкача айтканда, нурлануучу энергия жылуулукка айланат.
Нурлануучу энергия негизги чоңдук болуп эсептелет жана джоуль (J) менен өлчөнгөн W белгиси менен белгиленет. Радиация агымы термелүү мезгилдеринен (убакыттын бирдигинде бөлүнүп чыккан энергия) бир топ чоң болгон убакыт аралыгындагы кубаттуулуктун орточо маанисин билдирет. Агым чыгарган бирдик секундуна джоуль (Дж/с) менен көрсөтүлөт, ватт (Вт) жалпы кабыл алынган вариант болуп эсептелет.
Жаркылдаган жылуулук өткөрүмүнө киришүү
Эми феномен жөнүндө көбүрөөк. Радиациялык жылуулук өткөрүмдүүлүк – жылуулуктун алмашуусу, аны бир денеден экинчи денеге өткөрүү процесси, температуралык көрсөткүчү башка. Инфракызыл нурлануунун жардамы менен пайда болот. Ал электромагниттик жана электромагниттик мүнөздөгү толкун спектрлеринин аймактарында жатат. Толкун диапазону 0,77ден 340 мкмге чейинки диапазондо. 340дан 100 мкмге чейинки диапазондор узун толкун, 100 - 15 мкм орто толкун диапазонуна, ал эми 15тен 0,77 мкмге чейинки кыска толкун узундуктары болуп эсептелет.
Инфракызыл спектрдин кыска толкундуу бөлүгү көрүнгөн жарыкка жанаша, ал эми толкундардын узун толкундуу бөлүктөрү ультра кыска радио толкунга кирет. Инфракызыл нурлануу түз сызыктуу таралуу менен мүнөздөлөт, ал сынууга, чагылтууга жана поляризацияга жөндөмдүү. Көзгө көрүнгөн жарыкка тунук болбогон бир катар материалдардын ичине кире алат.
Башкача айтканда, нурлануучу жылуулук өткөрүүнү берүү катары мүнөздөөгө болотжылуулук электромагниттик толкун энергиясы түрүндө, ал эми процесс өз ара нурлануу процессиндеги беттердин ортосунда жүрөт.
Интенсивдүүлүк индекси беттердин өз ара жайгашуусу, денелердин эмиссиялык жана жутуу жөндөмдүүлүгү менен аныкталат. Телолордун ортосундагы нурлануучу жылуулук алмашуу конвекция жана жылуулук өткөрүмдүүлүк процесстеринен жылуулук вакуум аркылуу берилиши менен айырмаланат. Бул кубулуштун башкаларга окшоштугу температуранын ар түрдүү индекстери бар денелердин ортосундагы жылуулуктун өтүшүнө байланыштуу.
Радиация агымы
Денелердин ортосундагы нурлануучу жылуулук өткөрүмдүүлүк белгилүү сандагы нурлануу агымына ээ:
- Ички нурлануу агымы - E, ал температура индексине T жана дененин оптикалык мүнөздөмөлөрүнө жараша болот.
- Жарык нурлануунун агымы.
- Сиздин жутулуучу, чагылдырылган жана өтүүчү радиациялык агымдардын түрлөрү. Жыйынтыктап айтканда, алар Epad барабар.
Жылуулук алмашуу болгон чөйрө радиацияны өзүнө сиңирип алат.
Белгилүү сандагы денелердин ортосундагы нурлануучу жылуулук алмашуу эффективдүү нурлануу агымы менен сүрөттөлөт:
EEF=E+EOTR=E+(1-A)EFAD. L=1, R=0 жана O=0 индикаторлоруна ээ болгон ар кандай температурадагы денелер "абсолюттук кара" деп аталат. Адам "кара нурлануу" түшүнүгүн жараткан. Ал дененин тең салмактуулугуна анын температуралык көрсөткүчтөрү менен туура келет. Чыгарылган нурлануу энергиясы предметтин же объекттин температурасын колдонуу менен эсептелет, дененин табияты буга таасир этпейт.
Мыйзамдарды сактооБольцман
1844-1906-жылдары Австрия империясынын аймагында жашаган Людвиг Больцман Стефан-Больцман мыйзамын жараткан. Ал адамга жылуулук алмашуунун маңызын жакшыраак түшүнүүгө жана маалымат менен иштөөгө, аны жылдар бою жакшыртууга мүмкүндүк берген. Анын сөздөрүн карап көрүңүз.
Стефан-Больцман мыйзамы абсолюттук кара телолордун кээ бир белгилерин сүрөттөгөн интегралдык мыйзам. Ал кара дененин радиациялык кубаттуулугунун анын температуралык индексине көз карандылыгын аныктоого мүмкүндүк берет.
Мыйзамга баш ийүү
Нурлануучу жылуулук өткөрүмдүүлүк мыйзамдары Стефан-Больцман мыйзамына баш ийет. Жылуулук өткөрүү жана конвекция аркылуу жылуулук берүүнүн интенсивдүүлүгүнүн деңгээли температурага пропорционалдуу. Жылуулук агымындагы нурлануу энергиясы төртүнчү даражадагы температурага пропорционал. Бул мындай көрүнөт:
q=σ A (T14 – T2 4).
Формулада q - жылуулук агымы, А - энергияны таратуучу дененин бетинин аянты, T1 жана T2 - бул радиацияны сиңирген денелер жана айлана-чөйрөнүн температурасы.
Жогорудагы жылуулук нурлануу мыйзамы абсолюттук кара дене (а.х.т.) жараткан идеалдуу нурланууну гана сүрөттөйт. Жашоодо мындай органдар дээрлик жок. Бирок, жалпак кара беттер А. Ч. Т. Жеңил денелердин нурлануусу салыштырмалуу начар.
Көп сандаган идеалдуулуктан четтөөлөрдү эсепке алуу үчүн эмиссивдүүлүк коэффициенти киргизилген.суммасы с.т. Стефан-Больцман мыйзамын түшүндүргөн сөз айкашынын оң компонентине. Эмиссивдүүлүк индекси бирден азыраак мааниге барабар. Жалпак кара бет бул коэффициентти 0,98ге чейин жеткире алат, ал эми металл күзгү 0,05тен ашпайт. Демек, жутуулар кара денелер үчүн жогору, ал эми айнек телолору үчүн төмөн.
Боз дене (с.т.) жөнүндө
Жылуулук өткөрүүдө боз дене сыяктуу термин көп айтылат. Бул объект толкун узундугуна (жыштыкка) негизделбеген электромагниттик нурлануунун спектралдык түрдөгү жутуу коэффициенти бирден аз болгон дене.
Температурасы бирдей кара дененин нурлануусунун спектралдык курамы боюнча жылуулуктун чыгышы бирдей. Боз дене кара денеден энергиянын шайкештигинин төмөнкү көрсөткүчү менен айырмаланат. С.т.нын спектралдык каралык деңгээлине. толкун узундугу таасир этпейт. Көзгө көрүнгөн жарыкта көө, көмүр жана платина порошок (кара) боз денеге жакын.
Жылуулук берүү билимдерин колдонуу тармактары
Жылуулуктун эмиссиясы айланабызда дайыма болуп турат. Турак жайларда жана кеңселерде жылуулук нурлануусу менен алектенген электр жылыткычтарын көп кездештирүүгө болот, биз аны спиралдын кызгылт жарыгы түрүндө көрөбүз – мындай жылуулук көрүнгөн нерсеге таандык, ал тепкичтин четинде «турат». инфракызыл спектр.
Бөлмөнү жылытуу, чынында, инфракызыл нурлануунун көзгө көрүнбөгөн компоненти менен алектенет. Түнкү көрүү аппараты колдонулатжылуулук нурлануунун булагы жана инфракызыл нурланууга сезгич кабыл алгычтар, караңгыда жакшы навигациялоого мүмкүндүк берет.
Күн энергиясы
Күн - жылуулук мүнөзүндөгү энергиянын эң күчтүү эмитенти. Ал биздин планетаны жуз элуу миллион километр аралыктан жылытат. Көп жылдар бою жана жердин ар кайсы бөлүктөрүндө жайгашкан ар кандай станциялар тарабынан катталган күн радиациясынын интенсивдүүлүгү болжол менен 1,37 Вт/м2 туура келет.
Бул Жер планетасындагы жашоонун булагы болгон күндүн энергиясы. Учурда көптөгөн адамдар аны колдонуунун эң натыйжалуу жолун табуу менен алек. Эми биз турак жайларды жылытып, күнүмдүк керектөөлөрдү энергия менен камсыз кыла турган күн батареяларын билебиз.
Жабууда
Жыйынтыктап айтканда, окурман эми нурлануучу жылуулук өткөрүүнү аныктай алат. Жашоодогу жана жаратылыштагы бул кубулушту сүрөттөп бер. Нурлануу энергиясы мындай кубулушта берилүүчү энергетикалык толкундун негизги мүнөздөмөсү болуп саналат жана саналып өткөн формулалар аны кантип эсептөө керектигин көрсөтөт. Жалпы позицияда процесстин өзү Стефан-Больцман мыйзамына баш ийет жана анын мүнөзүнө жараша үч формага ээ болушу мүмкүн: түшкөн нурлануунун агымы, өз түрүндөгү нурлануу жана чагылышы, жутулушу жана берилиши.
