Келгиле, жылуулук өткөрүмдүүлүк деген эмне жөнүндө сүйлөшөлү. Бул термин заттагы энергиянын өтүү процессин билдирет. Ал жылуулук теңдемеси менен сүрөттөлгөн татаал механизм менен мүнөздөлөт.
Жылуулук өткөрүүнүн түрлөрү
Жылуулук берүү кантип классификацияланат? Жылуулук өткөрүмдүүлүк, конвекция, нурлануу - жаратылышта бар энергияны өткөрүүнүн үч режими.
Алардын ар бири өзүнчө өзгөчөлүктөргө, өзгөчөлүктөргө, технологиядагы колдонмолорго ээ.
Жылуулук өткөргүчтүк
Жылуулуктун көлөмү молекулалардын кинетикалык энергиясынын суммасы катары түшүнүлөт. Кагылышканда алар жылуулуктун бир бөлүгүн муздак бөлүкчөлөргө өткөрө алышат. Жылуулук өткөрүмдүүлүк максималдуу катуу заттарда көрүнөт, суюктуктар үчүн анча мүнөздүү эмес, газ түрүндөгү заттар үчүн таптакыр мүнөздүү эмес.
Катуу заттардын жылуулукту бир аймактан экинчисине өткөрүү жөндөмдүүлүгүн тастыктаган мисал катары төмөнкү экспериментти карап көрөлү.
Эгер сиз металл баскычтарды болот зымга бекитсеңиз, анда зымдын учун күйүп жаткан спирт лампасына келтирсеңиз, акырындык менен баскычтар андан түшө баштайт. Ысытылганда молекулалар ылдамыраак, тез-тез кыймылдай башташатбири-бири менен кагылышып. Дал ушул бөлүкчөлөр энергияны жана жылуулукту муздак аймактарга берет. Эгерде суюктуктар жана газдар жылуулуктун жетиштүү тез агып чыгышын камсыз кылбаса, бул ысык аймактагы температура градиентинин кескин жогорулашына алып келет.
Жылуулук нурлануусу
Жылуулук берүүнүн кандай түрү энергия алмашуу менен коштолот деген суроого жооп берип жатып, бул өзгөчө ыкманы белгилей кетүү керек. Радианттык трансфер энергиянын электромагниттик нурлануу аркылуу берилишин камтыйт. Бул вариант 4000 К температурада байкалат жана жылуулук өткөрүмдүүлүк теңдемеси менен сүрөттөлөт. Жутуу коэффициенти белгилүү бир газдын химиялык курамына, температурасына, тыгыздыгына жараша болот.
Абанын жылуулук өткөрүлүшүнүн белгилүү чеги бар, энергия агымынын көбөйүшү менен температура градиенти жогорулайт, жутуу коэффициенти жогорулайт. Температура градиентинин мааниси адиабаттык градиенттен ашкандан кийин конвекция пайда болот.
Жылуулук берүү деген эмне? Бул түздөн-түз тийүү аркылуу же материалдарды бөлүп турган бөлүм аркылуу энергияны ысык объекттен муздак объектке өткөрүүнүн физикалык процесси.
Эгерде бир системанын денелеринин температурасы ар башка болсо, анда энергиянын алмашуу процесси алардын ортосунда термодинамикалык тең салмактуулук орногонго чейин жүрөт.
Жылуулук берүү өзгөчөлүктөрү
Жылуулук берүү деген эмне? Бул көрүнүштүн өзгөчөлүктөрү кандай? Сиз аны толугу менен токтото албайсыз, сиз гана кыла аласызанын ылдамдыгын азайтуу? Жылуулук берүү жаратылышта жана технологияда колдонулабы? Бул көптөгөн жаратылыш кубулуштарын коштоп жүргөн жана мүнөздөгөн жылуулук өткөрүмдүүлүк: планеталар менен жылдыздардын эволюциясы, биздин планетанын бетиндеги метеорологиялык процесстер. Мисалы, масса алмашуу менен бирге жылуулук берүү процесси буулануу муздатуу, кургатуу, диффузияны анализдөөгө мүмкүндүк берет. Ал денелердин ортосундагы интерфейстин ролун аткарган катуу дубал аркылуу жылуулук энергиясын эки алып жүрүүчүнүн ортосунда жүргүзүлөт.
Табигаттагы жана технологиядагы жылуулук өткөрүмдүүлүк – бул жеке дененин абалын мүнөздөп, термодинамикалык системанын касиеттерин талдоо ыкмасы.
Фурье мыйзамы
Бул жылуулук өткөрүмдүүлүк мыйзамы деп аталат, анткени ал жылуулукту жоготуунун жалпы күчүн, температуранын айырмасын параллелепипедтин кесилишинин аянты, анын узундугу, ошондой эле жылуулук өткөрүмдүүлүк коэффициенти менен байланыштырат. Мисалы, вакуум үчүн бул көрсөткүч дээрлик нөлгө барабар. Бул кубулуштун себеби жылуулукту көтөрө ала турган вакуумдагы материалдык бөлүкчөлөрдүн минималдуу концентрациясы. Бул өзгөчөлүккө карабастан, вакуумда нурлануу аркылуу энергиянын өтүү варианты бар. Термостун негизинде жылуулук өткөрүүнү колдонууну карап көрөлү. Анын дубалдары чагылдыруу процессин жогорулатуу максатында эки эселенген. Жылуулук жоготууларды азайтып, алардын ортосунан аба чыгарылат.
Конвекция
Жылуулук берүү деген эмне деген суроого жооп берип, суюктуктардагы жылуулуктун өтүү процессин карап көрөлү.же газдарда өзүнөн-өзү же аргасыз аралаштыруу жолу менен. Аргасыз конвекцияда заттын кыймылы тышкы күчтөрдүн: желдеткичтин, насостун аракетинен келип чыгат. Ушундай эле параметр табигый конвекция эффективдүү болбогон учурларда колдонулат.
Табигый процесс тегиз эмес ысытууда заттын төмөнкү катмарлары ысытылган учурларда байкалат. Алардын тыгыздыгы азаят, алар көтөрүлөт. Үстүнкү катмарлар, тескерисинче, муздап, оорлоп, чөгүп кетет. Андан ары процесс бир нече жолу кайталанат жана аралаштыруу учурунда куюндардын структурасына өзүн өзү уюштуруусу байкалат, конвекциялык клеткалардан регулярдуу тор пайда болот.
Табигый конвекциядан улам булуттар пайда болуп, жаан-чачындар түшөт, тектоникалык плиталар жылыйт. Күндө гранулдар конвекция аркылуу пайда болот.
Жылуулук өткөрүүнү туура колдонуу жылуулуктун минималдуу жоготуусун, максималдуу керектөөнү камсыз кылат.
Конвекциянын маңызы
Конвекцияны түшүндүрүү үчүн Архимед мыйзамын, ошондой эле катуу жана суюк заттардын жылуулук кеңейүүсүн колдонсоңуз болот. Температура жогорулаган сайын суюктуктун көлөмү чоңоюп, тыгыздыгы азаят. Архимед күчүнүн таасири астында жеңилирээк (ысытылган) суюктук өйдө карай тенденцияланат, ал эми муздак (тығыз) катмарлар ылдый түшүп, акырындап жылыйт.
Суюктук жогору жактан ысытылганда жылуу суюктук баштапкы абалында калат, ошондуктан конвекция байкалбайт. Цикл ушундайча иштейтсуюктук, ал энергиянын жылуу аймактардан муздак жерлерге өтүшү менен коштолот. Газдарда конвекция окшош механизм боюнча ишке ашат.
Термодинамикалык көз караштан алганда конвекция жылуулук өткөрүүнүн бир варианты катары каралат, мында ички энергиянын берилиши бирдей эмес ысытылган заттардын өзүнчө агымы аркылуу ишке ашат. Ушундай эле көрүнүш жаратылышта жана күнүмдүк турмушта кездешет. Мисалы, жылытуу радиаторлору полдон эң аз бийиктикте, терезенин жанында орнотулган.
Муздак аба батареянын жардамы менен жылытылат, андан кийин бара-бара көтөрүлүп, терезеден түшкөн муздак аба массалары менен аралашат. Конвекция бөлмөдө бирдей температураны орнотууга алып келет.
Атмосфералык конвекциянын кеңири таралган мисалдарына шамалдар кирет: муссондор, желдер. Жердин кээ бир фрагменттеринин үстүнөн ысыган аба башкаларына муздайт, мунун натыйжасында ал айланат, ным жана энергия өтөт.
Табигый конвекциянын өзгөчөлүктөрү
Бир эле учурда бир нече факторлор таасир этет. Мисалы, табигый конвекциянын ылдамдыгына Жердин суткалык кыймылы, деңиз агымдары жана жер бетинин рельефи таасир этет. Бул конвекция вулкандардын кратерлеринен жана түтүн түтүктөрүнөн чыгууга, тоолордун пайда болушуна, түрдүү канаттуулардын учуусуна негиз болуп саналат.
Корутундуда
Жылуулук нурлануусу – бул ички энергиянын эсебинен пайда болуучу үзгүлтүксүз спектрдеги электромагниттик процесс. Жылуулук радиациясынын эсептөөлөрүн жүргүзүү үчүн, вФизика кара дененин моделин колдонот. Стефан-Больцман законунун жардамы менен жылуулук нурлануусун сүрөттөп бергиле. Мындай дененин нурлануу күчү төртүнчү даражага алынган дененин бетинин аянтына жана температурасына түз пропорционал.
Жылуулук өткөргүч температуранын бирдей эмес бөлүштүрүлүшү бар бардык денелерде мүмкүн. Кубулуштун маңызы – дененин температурасын аныктоочу молекулалардын жана атомдордун кинетикалык энергиясынын өзгөрүшү. Кээ бир учурларда жылуулук өткөрүмдүүлүк белгилүү бир заттын жылуулук өткөрүүгө сандык жөндөмдүүлүгү катары каралат.
Жылуулук энергиясын алмашуунун масштабдуу процесстери күн радиациясы менен жердин үстүн ысытуу менен гана чектелбейт.
Жердин атмосферасындагы катуу конвекциялык агымдар бүткүл планетадагы аба ырайынын өзгөрүшү менен мүнөздөлөт. Полярдык жана экватордук аймактардын ортосундагы атмосферадагы температуралык айырмачылыктар менен конвекциялык агымдар пайда болот: реактивдүү агымдар, пассаждар, муздак жана жылуу фронттор.
Жердин өзөгүнөн жылуулуктун жер бетине өтүшү жанар тоонун атылышын, гейзерлердин пайда болушун шарттайт. Көптөгөн аймактарда геотермалдык энергия электр энергиясын өндүрүү, турак жайларды жана өндүрүштүк жайларды жылытуу үчүн колдонулат.
Бул жылуулук көптөгөн өндүрүш технологияларынын милдеттүү катышуучусу болуп калат. Мисалы, металлдарды кайра иштетүү жана эритүү, тамак-аш азыктарын өндүрүү, нефтини кайра иштетүү, кыймылдаткычтарды иштетүү - мунун баары жылуулук энергиясы болгон учурда гана ишке ашырылат.
