Rodzaje wymiany ciepła: współczynnik przenikania ciepła

Każdy materiał korpusu ma takie cechy, jak ciepło, które mogą się zwiększać lub zmniejszać. Ciepło nie jest substancją materiałów: jako część swojej energii wewnętrznej, to następuje w wyniku ruchu i oddziaływania cząsteczek. Ponieważ ciepło różne materiały mogą różnić się, to jest sposób przekazywania ciepła od substancji ogrzewa się do substancji o mniejszej ilości ciepła. Proces ten nazywa się ciepła. Główne rodzaje wymiany ciepła i ich mechanizmy działania zostaną omówione w tym artykule.

Określenie cieplnej

Wymiana ciepła lub przeniesienie temperatura procesu może odbywać się w tym zakresie, a z jednej substancji do innej. W tym intensywność cieplnej w dużym stopniu zależy od właściwości fizycznych substancji, temperatura substancji (w razie wymiany ciepła, z udziałem kilku substancji), a prawa fizyki. przenikania ciepła – jest to proces, który zawsze występuje jednostronnie. Główną zasadą jest to, że wymiana ciepła najbardziej ogrzany korpus zawsze daje ogrzania obiektu o niższej temperaturze. Na przykład, gorąca żelazo daje ciepła podczas ubrania prasowania spodni, a nie na odwrót. przenikania ciepła – zjawisko, w zależności od wskaźnika czasu, który charakteryzuje nieodwracalne rozkład ciepła w przestrzeni.

mechanizmy przenoszące ciepło

Mechanizmy oddziaływania termicznego substancji może uzyskać różne kształty. Istnieją trzy rodzaje wymiany ciepła w przyrodzie:

1. Przewodność cieplna – międzycząsteczkowe mechanizm przenoszenia ciepła z jednej części ciała na drugą lub na inny przedmiot. Nieruchomość jest w oparciu o niejednorodności temperatury w tych substancji.
2. Konwekcja – wymiana ciepła pomiędzy płynów (cieczy, powietrza).
3. Działanie promieniowania – przekazywanie ciepła od nagrzanej i ogrzewano kosztem ciał energii (źródeł), w postaci fal elektromagnetycznych o stałej częstotliwości.

Rozważmy wymienionych typów ciepła w sposób bardziej szczegółowy.

przewodność cieplna

Najczęściej, przewodność cieplna występuje w stałych. Jeśli pod wpływem żadnego czynnika w jednej i tej samej substancji wydaje się obszary o różnej temperaturze, energia cieplna części ogrzewanej ominie na zimno. Podobne zjawisko w niektórych przypadkach może być wizualnie. Na przykład, jeśli wziąć metalowy pręt, na przykład, igłę i ogrzewać go w ogniu, a następnie po jakimś czasie zobaczyć jak energia cieplna przekazywana jest przez igłę, tworząc w pewne obszary świecą. W miejscu, w którym temperatura jest wyższa świeci jaśniej i odwrotnie, gdzie t jest mniejsza ciemniejszy. Przewodność cieplną można obserwuje się również pomiędzy dwoma korpusami (kubek gorącej herbaty i ręcznie)

Natężenie przepływu ciepła transmisji zależy od wielu czynników, w tym francuskim matematyka współczynnik Fouriera ujawnione. Czynniki te obejmują pierwszy gradient temperatury (stosunek różnicy temperatury na końcach pręta do odległości od jednego końca do drugiego), powierzchnia przekroju poprzecznego korpusu, a przewodność cieplna (wszystkie substancje, jest inna, ale najwyższa obserwowana w metalu). Najbardziej znaczący współczynnik przewodności termicznej obserwowano dla miedzi i aluminium. Nie jest zaskakujące, że te dwa metale są często wykorzystywane do produkcji przewodów elektrycznych. Prawo Fouriera następujące ilości przepływu ciepła może być zwiększana lub zmniejszana przez zmianę jednego z tych parametrów.

Rodzaje wymiany ciepła konwekcji

Konwekcji nieodłączne głównie dla gazów i cieczy, składa się z dwóch części: przewodność cieplną i międzycząsteczkowe ruchu (rozkład) podłoża. Mechanizm konwekcyjnego działania jest następujący: wzrost temperatury cząsteczek substancji płynnej rozpocząć jej ruchu, a bardziej aktywny w nieobecności przestrzennych ograniczeniami wzrostu objętości substancji. Konsekwencją tego procesu zmniejszania gęstości substancji i jego ruchu w górę. Uderzające przykład konwekcji – przepływ ogrzanego powietrza z chłodnicy akumulatora do sufitu.

Odróżnić swobodnej i wymuszonej konwekcji typu transferu ciepła. Ciepło i mieszano w wolnej typu masowej ze względu na niejednorodność substancji, to znaczy wzrostu gorących cieczy na zimno sposób naturalny, bez wywierania wpływu sił zewnętrznych (na przykład przez ogrzewanie pokojowej ogrzewania). Gdy wymuszony przepływ konwekcyjny masy następuje w wyniku działania sił zewnętrznych, takich jak mieszanie łyżeczka.

nagrzanym

Promieniowanie lub promienisty transfer ciepła może odbywać się bez kontaktu z innego przedmiotu lub materiału, tak że możliwe jest nawet w próżni (podciśnienia). Radiacyjnego przenoszenia ciepła właściwe dla wszystkich jednostek w większym lub mniejszym stopniu, i pojawia się w postaci fal elektromagnetycznych o widmie ciągłym. Znamiennym przykładem – promienie słoneczne. Mechanizm działania jest następujący: ciało stale emituje pewną ilość ciepła w przestrzeni otaczającej go. Gdy energia ta dostaje się do innego przedmiotu lub substancji, część jest pochłaniana przez drugą część przechodzi, a trzeci znajduje odzwierciedlenie w środowisku. Każdy obiekt może emitują ciepło i absorbują, ciemny materiał może absorbować więcej ciepła niż światło.

Połączone mechanizmy wymiany ciepła

W przyrodzie, rodzaje procesów wymiany ciepła rzadko występują w izolacji. Częściej można je zobaczyć razem. Termodynamiki, kombinacja nawet nazwę, na przykład, przewodność cieplna + konwekcyjnej: – przenoszenie ciepła przez konwekcję i promieniowanie cieplne przewodnictwo cieplne + nazywa przenoszenia ciepła przez promieniowanie przewodzący. Ponadto takie pojedyncze gatunki połączeniu ciepła jako:

• przenikania ciepła – przepływ ciepła między gazem i substancji ciekłej lub stałej.
• Transfer ciepła – przeniesienia T z jednej substancji do innej poprzez mechaniczne przeszkód.
• konwekcyjnego przenoszenia ciepła, promieniowania jest utworzony przez połączenie konwekcji i promieniowania cieplnego.

Rodzaje wymiany ciepła w przyrodzie (przykłady)

Wymiana ciepła w przyrodzie odgrywa ogromną rolę i nie jest ograniczony do ogrzewania globe światła słonecznego. Rozległe prądy konwekcyjne, takie jak ruch mas powietrza, w dużej mierze określają pogodę dla całej naszej planety.

Przewodność cieplna rdzenia Ziemi prowadzi do wybuchu gejzerów i skał wulkanicznych. To tylko niewielka część przykładów wymiany ciepła w skali globalnej. Razem tworzą one gatunek wnikania ciepła i promieniowania ciepła typów przewodzące niezbędne do życia na naszej planecie.

Wykorzystanie ciepła w pracach antropologicznych

Ciepła – jest ważnym elementem prawie wszystkich procesach przemysłowych. Trudno jest powiedzieć, jakiego rodzaju ludzkiego ciepła stosowane najczęściej w gospodarce narodowej. Prawdopodobnie wszystkie trzy jednocześnie. Ze względu na proces przenikania ciepła występuje wytopu metali, wytwarzanie ogromnych ilości towarów, począwszy od przedmiotów codziennego użytku, a kończąc na statkach kosmicznych.

Zasadnicze znaczenie dla cywilizacji mają jednostki termiczne zdolne do przekształcania energii termicznej do użytecznej mocy. Należą do nich benzynę, olej napędowy, kompresor, instalacji turbiny. Do swojej pracy wykorzystują różne rodzaje wymiany ciepła.