Hier sal die leser algemene inligting vind oor wat hitte-oordrag is, en sal ook die verskynsel van stralingshitte-oordrag, die gehoorsaamheid daarvan aan sekere wette, die kenmerke van die proses, die formule van hitte, die gebruik in detail oorweeg van hitte-oordrag deur die mens en die vloei daarvan in die natuur.
Toetrede tot hitteruil
Om die essensie van stralingshitte-oordrag te verstaan, moet jy eers die essensie daarvan verstaan en weet wat dit is?
Hitte-oordrag is 'n verandering in die energie-indeks van die interne tipe sonder werk op die voorwerp of onderwerp, en ook sonder werk wat deur die liggaam gedoen word. So 'n proses verloop altyd in 'n spesifieke rigting, naamlik: hitte gaan oor van 'n liggaam met 'n hoër temperatuurindeks na 'n liggaam met 'n laer een. By die bereiking van gelykstelling van temperature tussen liggame, stop die proses, en dit word uitgevoer met behulp van hittegeleiding, konveksie en straling.
- Termiese geleiding is die proses van die oordrag van interne energie van een liggaamsfragment na 'n ander of tussen liggame wanneer hulle kontak maak.
- Konveksie is hitte-oordrag wat voortspruit uitenergie-oordrag saam met vloeistof- of gasvloei.
- Bestraling is elektromagneties van aard, wat uitgestraal word as gevolg van die interne energie van 'n stof wat in 'n toestand van 'n sekere temperatuur is.
Die hitteformule laat jou toe om berekeninge te maak om die hoeveelheid energie wat oorgedra word te bepaal, maar die gemete waardes hang af van die aard van die voortgesette proses:
- Q=cmΔt=cm(t2 – t1) – verhitting en verkoeling;
- Q=mλ – kristallisasie en smelting;
- Q=mnr - stoomkondensasie, kook en verdamping;
- Q=mq – brandstofverbranding.
Verwantskap tussen liggaam en temperatuur
Om te verstaan wat stralingshitte-oordrag is, moet jy die basiese wette van fisika oor infrarooi straling ken. Dit is belangrik om te onthou dat enige liggaam wie se temperatuur in absolute terme bo nul is, altyd termiese energie uitstraal. Dit lê in die infrarooi spektrum van golwe van elektromagnetiese aard.
Verskillende liggame, wat dieselfde temperatuur het, sal egter verskillende vermoë hê om stralingsenergie uit te straal. Hierdie eienskap sal afhang van verskeie faktore soos: liggaamstruktuur, aard, vorm en oppervlaktoestand. Die aard van elektromagnetiese straling verwys na die dubbele, korpuskulêre golf. Die veld van die elektromagnetiese tipe het 'n kwantumkarakter, en sy kwanta word deur fotone voorgestel. In interaksie met atome, word fotone geabsorbeer en dra hul energie oor na elektrone, die foton verdwyn. Energie-eksponent termiese fluktuasieatoom in 'n molekule toeneem. Met ander woorde, die uitgestraalde energie word in hitte omgeskakel.
Bestraalde energie word as die hoofhoeveelheid beskou en word aangedui deur die teken W, gemeet in joules (J). Die stralingsvloed druk die gemiddelde waarde van drywing uit oor 'n tydperk wat baie groter is as die periodes van ossillasies (die energie wat gedurende 'n tydseenheid vrygestel word). Die eenheid wat deur die stroom vrygestel word, word uitgedruk in joule per sekonde (J / s), die watt (W) word as die algemeen aanvaarde opsie beskou.
Inleiding tot stralingshitte-oordrag
Nou meer oor die verskynsel. Stralingshitte-oordrag is die uitruil van hitte, die proses om dit van een liggaam na 'n ander oor te dra, wat 'n ander temperatuurindeks het. Kom voor met behulp van infrarooi straling. Dit is elektromagneties en lê in die streke van die golfspektra van 'n elektromagnetiese aard. Die golfreeks lê in die reeks van 0.77 tot 340 µm. Reekse van 340 tot 100 µm word as langgolf beskou, 100 - 15 µm behoort tot die mediumgolfreeks, en kort golflengtes van 15 tot 0,77 µm.
Die kortgolfgedeelte van die infrarooispektrum is aangrensend aan die sigbare lig, en die langgolfgedeeltes van die golwe gaan in die ultrakort radiogolf in. Infrarooi straling word gekenmerk deur reglynige voortplanting, dit is in staat om te breek, reflekteer en polariseer. In staat om 'n reeks materiale te penetreer wat ondeursigtig is vir sigbare lig.
Met ander woorde, stralingshitte-oordrag kan as oordrag gekenmerk wordhitte in die vorm van elektromagnetiese golfenergie, terwyl die proses verloop tussen oppervlaktes wat in die proses van wedersydse bestraling is.
Die intensiteitsindeks word bepaal deur die onderlinge rangskikking van oppervlaktes, die emissie- en absorberende vermoëns van liggame. Stralingshitte-oordrag tussen liggame verskil van konveksie- en hittegeleidingsprosesse deurdat hitte deur 'n vakuum gestuur kan word. Die ooreenkoms van hierdie verskynsel met ander is te wyte aan die oordrag van hitte tussen liggame met verskillende temperatuur-indekse.
Bestralingsvloed
Stralende hitte-oordrag tussen liggame het 'n sekere aantal stralingsvloeie:
- Die intrinsieke stralingsvloei - E, wat afhang van die temperatuurindeks T en die optiese eienskappe van die liggaam.
- Vloei van invallende straling.
- Geabsorbeerde, gereflekteerde en oorgedra tipes stralingsvloeie. In totaal is hulle gelyk aan Epad.
Die omgewing waarin hitte-uitruiling plaasvind, kan straling absorbeer en sy eie inbring.
Stralende hitte-uitruiling tussen 'n sekere aantal liggame word beskryf deur 'n effektiewe stralingsvloei:
EEF=E+EOTR=E+(1-A)EFAD. Liggame, by enige temperatuur, met aanwysers L=1, R=0 en O=0, word "absoluut swart" genoem. Die mens het die konsep van "swart straling" geskep. Dit stem met sy temperatuuraanwysers ooreen met die ewewig van die liggaam. Die uitgestraalde stralingsenergie word bereken deur die temperatuur van die onderwerp of voorwerp te gebruik, die aard van die liggaam beïnvloed dit nie.
Volg die wetteBoltzmann
Ludwig Boltzmann, wat in 1844-1906 op die gebied van die Oostenrykse Ryk gewoon het, het die Stefan-Boltzmann-wet geskep. Dit was hy wat 'n persoon toegelaat het om die essensie van hitte-uitruiling beter te verstaan en met inligting te werk en dit oor die jare te verbeter. Oorweeg die bewoording daarvan.
Die Stefan-Boltzmann-wet is 'n integrale wet wat sommige kenmerke van absoluut swart liggame beskryf. Dit laat jou toe om die afhanklikheid van die stralingskragdigtheid van 'n swartliggaam op sy temperatuurindeks te bepaal.
Gehoorsaam die wet
Die wette van stralingshitte-oordrag gehoorsaam die Stefan-Boltzmann-wet. Die vlak van intensiteit van hitte-oordrag deur hittegeleiding en konveksie is eweredig aan temperatuur. Die stralingsenergie in die hittevloed is eweredig aan die temperatuur tot die vierde mag. Dit lyk so:
q=σ A (T14 – T2 4).
In die formule is q die hittevloed, A is die oppervlakte van die liggaam wat energie uitstraal, T1 en T2 is die temperature wat liggame uitstraal en die omgewing wat hierdie straling absorbeer.
Die bogenoemde wet van hittestraling beskryf presies net die ideale straling wat geskep word deur 'n absoluut swart liggaam (a.h.t.). Daar is feitlik geen sulke liggame in die lewe nie. Plat swart oppervlaktes nader egter die A. Ch. T. Bestraling van ligliggame is relatief swak.
Daar is 'n emissiwiteitsfaktor ingestel om die afwyking van idealiteit van tallehoeveelheid s.t. in die regte komponent van die uitdrukking wat die Stefan-Boltzmann-wet verduidelik. Die emissie-indeks is gelyk aan 'n waarde minder as een.’n Plat swart oppervlak kan hierdie koëffisiënt tot 0,98 bring, terwyl’n metaalspieël nie 0,05 sal oorskry nie. Daarom is die absorpsies hoog vir swart liggame en laag vir spiegelliggame.
Oor die grys lyf (s.t.)
In hitte-oordrag word daar dikwels melding gemaak van so 'n term as 'n grys liggaam. Hierdie voorwerp is 'n liggaam wat 'n spektrale tipe absorpsiekoëffisiënt van elektromagnetiese straling minder as een het, wat nie op die golflengte (frekwensie) gebaseer is nie.
Emissie van hitte is dieselfde volgens die spektrale samestelling van die straling van 'n swart liggaam met dieselfde temperatuur. 'n Grys liggaam verskil van 'n swart een deur 'n laer aanwyser van energieversoenbaarheid. Tot die spektrale swartheidsvlak van s.t. golflengte word nie beïnvloed nie. In sigbare lig is roet, steenkool en platinumpoeier (swart) naby die grys liggaam.
Toepassingsvelde van kennis oor hitte-oordrag
Die vrystelling van hitte vind voortdurend om ons plaas. In woon- en kantoorpersele kan jy dikwels elektriese verwarmers vind wat betrokke is by hittestraling, en ons sien dit in die vorm van 'n rooierige gloed van 'n spiraal - sulke hitte behoort aan die sigbare, dit "staan" aan die rand van die infrarooi spektrum.
Om die kamer te verhit, is in werklikheid betrokke by 'n onsigbare komponent van infrarooi straling. Nagsigtoestel is van toepassing'n bron van hittestraling en ontvangers wat sensitief is vir infrarooi straling, wat jou in staat stel om goed in die donker te navigeer.
Sonenergie
Die son is met reg die kragtigste uitstraler van energie van 'n termiese aard. Dit verhit ons planeet op 'n afstand van honderd en vyftig miljoen kilometer. Die intensiteit van sonstraling, wat al vir baie jare en deur verskeie stasies wat in verskillende dele van die aarde geleë is aangeteken, stem ooreen met ongeveer 1,37 W/m2.
Dit is die energie van die son wat die bron van lewe op planeet Aarde is. Tans is baie breine besig om te probeer om die mees doeltreffende manier te vind om dit te gebruik. Nou ken ons sonpanele wat residensiële geboue kan verhit en energie vir alledaagse behoeftes kan verskaf.
Ter afsluiting
Opsomming, die leser kan nou stralingshitte-oordrag definieer. Beskryf hierdie verskynsel in die lewe en die natuur. Stralingsenergie is die hoofkenmerk van die oorgedra energiegolf in so 'n verskynsel, en die gelyste formules wys hoe om dit te bereken. In die algemene posisie gehoorsaam die proses self die Stefan-Boltzmann-wet en kan dit drie vorme hê, afhangende van die aard daarvan: die vloed van invallende straling, straling van sy eie tipe en gereflekteerde, geabsorbeerde en oorgedra.
