Kom ons praat oor wat hitte-oordrag is. Hierdie term verwys na die proses van energie-oordrag in materie. Dit word gekenmerk deur 'n komplekse meganisme, beskryf deur die hittevergelyking.
Variëteite van hitte-oordrag
Hoe word hitte-oordrag geklassifiseer? Hittegeleiding, konveksie, bestraling is die drie maniere van energie-oordrag wat in die natuur bestaan.
Elkeen van hulle het sy eie kenmerkende kenmerke, kenmerke, toepassings in tegnologie.
Termiese geleiding
Die hoeveelheid hitte word verstaan as die som van die kinetiese energie van molekules. Wanneer hulle bots, is hulle in staat om 'n deel van hul hitte na koue deeltjies oor te dra. Termiese geleidingsvermoë word maksimaal gemanifesteer in vaste stowwe, minder tipies vir vloeistowwe, absoluut nie tipies vir gasvormige stowwe nie.
As 'n voorbeeld wat die vermoë van vaste stowwe bevestig om hitte van een area na 'n ander oor te dra, oorweeg die volgende eksperiment.
As jy metaalknoppies op 'n staaldraad vasmaak, bring dan die punt van die draad na 'n brandende spirituslamp, geleidelik sal die knoppies daarvan begin afval. Wanneer dit verhit word, begin die molekules teen 'n vinniger spoed beweeg, meer dikwelsmet mekaar bots. Dit is hierdie deeltjies wat hul energie en hitte aan kouer streke gee. As vloeistowwe en gasse nie 'n voldoende vinnige uitvloei van hitte verskaf nie, lei dit tot 'n skerp toename in die temperatuurgradiënt in die warm streek.
Hittestraling
Om die vraag te beantwoord watter tipe hitte-oordrag met energie-oordrag gepaard gaan, is dit nodig om op hierdie spesifieke metode te let. Stralingsoordrag behels die oordrag van energie deur elektromagnetiese straling. Hierdie variant word waargeneem by 'n temperatuur van 4000 K en word beskryf deur die hittegeleidingsvergelyking. Die absorpsiekoëffisiënt hang af van die chemiese samestelling, temperatuur, digtheid van 'n sekere gas.
Hitte-oordrag van lug het 'n sekere limiet, met 'n toename in energievloei, verhoog die temperatuurgradiënt, neem die absorpsiekoëffisiënt toe. Nadat die waarde van die temperatuurgradiënt die adiabatiese gradiënt oorskry, sal konveksie plaasvind.
Wat is hitte-oordrag? Dit is die fisiese proses om energie van 'n warm voorwerp na 'n koue een oor te dra deur direkte kontak of deur 'n afskorting wat die materiale skei.
As die liggame van dieselfde sisteem verskillende temperature het, dan vind die proses van energie-oordrag plaas totdat termodinamiese ewewig tussen hulle gevestig word.
Hitteoordragkenmerke
Wat is hitte-oordrag? Wat is die kenmerke van hierdie verskynsel? Jy kan dit nie heeltemal stop nie, jy kan netsy spoed verminder? Word hitte-oordrag in die natuur en tegnologie gebruik? Dit is hitte-oordrag wat baie natuurlike verskynsels vergesel en kenmerk: die evolusie van planete en sterre, meteorologiese prosesse op die oppervlak van ons planeet. Byvoorbeeld, saam met massa-uitruiling, laat die proses van hitte-oordrag jou toe om verdampingsverkoeling, droging, diffusie te ontleed. Dit word uitgevoer tussen twee draers van termiese energie deur 'n soliede muur, wat dien as 'n koppelvlak tussen liggame.
Hitte-oordrag in die natuur en tegnologie is 'n manier om die toestand van 'n individuele liggaam te karakteriseer, die eienskappe van 'n termodinamiese stelsel te ontleed.
Fourier's Law
Dit word die wet van hittegeleiding genoem, omdat dit die totale krag van hitteverlies, temperatuurverskil verbind met die deursnee-area van die parallelepiped, sy lengte, en ook met die koëffisiënt van termiese geleiding. Byvoorbeeld, vir 'n vakuum is hierdie aanwyser amper nul. Die rede vir hierdie verskynsel is die minimum konsentrasie materiaaldeeltjies in 'n vakuum wat hitte kan dra. Ten spyte van hierdie kenmerk, is daar in vakuum 'n variant van energie-oordrag deur straling. Oorweeg die gebruik van hitte-oordrag op die basis van 'n termosfles. Sy mure is dubbel gemaak om die refleksieproses te verhoog. Lug word tussen hulle uitgepomp, terwyl hitteverlies verminder word.
Konveksie
Beantwoord die vraag wat hitte-oordrag is, oorweeg die proses van hitte-oordrag in vloeistowweof in gasse deur spontane of gedwonge vermenging. In die geval van gedwonge konveksie word die beweging van materie veroorsaak deur die werking van eksterne kragte: waaierlemme, pomp. 'n Soortgelyke opsie word gebruik in situasies waar natuurlike konveksie nie effektief is nie.
'n Natuurlike proses word waargeneem in daardie gevalle wanneer, met ongelyke verhitting, die onderste lae van die stof verhit word. Hulle digtheid neem af, hulle styg op. Die boonste lae, inteendeel, koel af, word swaarder en sak af. Verder word die proses verskeie kere herhaal, en tydens vermenging word selforganisasie in die struktuur van draaikolke waargeneem, 'n gereelde rooster word uit die konveksieselle gevorm.
As gevolg van natuurlike konveksie, vorm wolke, neerslag val en tektoniese plate beweeg. Dit is deur konveksie dat korrels op die Son gevorm word.
Behoorlike gebruik van hitte-oordrag verseker minimum hitteverlies, maksimum verbruik.
Die essensie van konveksie
Om konveksie te verduidelik, kan jy die wet van Archimedes gebruik, sowel as termiese uitsetting van vaste stowwe en vloeistowwe. Soos die temperatuur styg, neem die volume van die vloeistof toe en die digtheid neem af. Onder die invloed van die Archimedes-krag neig 'n ligter (verhitte) vloeistof opwaarts, en koue (digte) lae val af, wat geleidelik opwarm.
Wanneer die vloeistof van bo af verhit word, bly die warm vloeistof in sy oorspronklike posisie, dus word geen konveksie waargeneem nie. Dit is hoe die siklus werkvloeistof, wat gepaard gaan met die oordrag van energie van warm gebiede na koue plekke. By gasse vind konveksie volgens 'n soortgelyke meganisme plaas.
Vanuit 'n termodinamiese oogpunt word konveksie beskou as 'n variant van hitte-oordrag, waarin die oordrag van interne energie plaasvind deur afsonderlike vloeie van stowwe wat oneweredig verhit word. 'n Soortgelyke verskynsel kom in die natuur en in die alledaagse lewe voor. Verhittingstralers word byvoorbeeld op 'n minimum hoogte vanaf die vloer, naby die vensterbank geïnstalleer.
Koue lug word deur die battery opgewarm en styg dan geleidelik op, waar dit meng met koue lugmassas wat by die venster afsak. Konveksie lei tot die vestiging van 'n eenvormige temperatuur in die kamer.
Van die algemene voorbeelde van atmosferiese konveksie is winde: moesson, winde. Die lug wat oor sommige fragmente van die Aarde verhit word, koel oor ander af, waardeur dit sirkuleer, vog en energie oorgedra word.
Kenmerke van natuurlike konveksie
Dit word deur verskeie faktore gelyktydig beïnvloed. Byvoorbeeld, die tempo van natuurlike konveksie word beïnvloed deur die daaglikse beweging van die Aarde, seestrome en oppervlaktopografie. Dit is konveksie wat die basis is vir die uitgang van vulkaankraters en rookpype, die vorming van berge, die sweef van verskeie voëls.
Ten slot
Termiese straling is 'n elektromagnetiese proses met 'n aaneenlopende spektrum, wat deur materie uitgestraal word, vind plaas as gevolg van interne energie. Om berekeninge van termiese straling uit te voer, inFisika gebruik die swartliggaam-model. Beskryf termiese straling deur die Stefan-Boltzmann-wet te gebruik. Die stralingskrag van so 'n liggaam is direk eweredig aan die oppervlakte en temperatuur van die liggaam, geneem tot die vierde mag.
Termiese geleidingsvermoë is moontlik in enige liggame wat 'n nie-eenvormige temperatuurverspreiding het. Die essensie van die verskynsel is die verandering in die kinetiese energie van molekules en atome, wat die temperatuur van die liggaam bepaal. In sommige gevalle word termiese geleidingsvermoë beskou as die kwantitatiewe vermoë van 'n sekere stof om hitte te gelei.
Grootskaalse prosesse van termiese energie-uitruiling is nie beperk tot die verhitting van die aarde se oppervlak deur sonstraling nie.
Ernstige konveksiestrome in die aarde se atmosfeer word gekenmerk deur veranderinge in weerstoestande regdeur die planeet. Met temperatuurverskille in die atmosfeer tussen die pool- en ekwatoriale streke ontstaan konveksievloei: straalstrome, passaatwinde, koue en warm fronte.
Die oordrag van hitte vanaf die aarde se kern na die oppervlak veroorsaak vulkaniese uitbarstings, die voorkoms van geisers. In baie streke word geotermiese energie gebruik om elektrisiteit op te wek, residensiële en industriële persele te verhit.
Dit is hitte wat 'n verpligte deelnemer aan baie produksietegnologieë word. Byvoorbeeld, die verwerking en smelt van metale, die vervaardiging van voedsel, olieraffinering, die werking van enjins - dit alles word slegs uitgevoer in die teenwoordigheid van termiese energie.
