Millised on soojusülekande tüübid?

Looduslik soojusülekanne võimaldab universumil eksisteerida kujul, millega me kõik oleme harjunud. Raske on öelda, kuidas maailm välja näeb, kaotab soojusülekande protsess isegi hetkeks. Lähemalt vaatame, millist soojusülekannet leidub ja mida see termin tähistab.

Vastavalt üldtunnustatud määratlusele on soojusülekanne füüsiline protsess, mille käigus soojusenergia jaotatakse ühel või teisel viisil erinevate küttekehade vahel. Protsess peatub, kui temperatuur on võrdsustatud, või teisisõnu, kui termodünaamiline tasakaal on saavutatud.

Loetleme, millised on soojusülekande põhilised tüübid: konvektsioon, soojusjuhtivus, kiirgus. Kõik muud võimalikud sordid on kahe või enama alusmeetodi kombinatsioon. Seda punkti tuleb alati arvesse võtta.

Konvektsioon on tuttav kõigile lapsepõlvest. Väga ladina sõna "convectio" tähendab üleandmist. Seega, kui konvektsioon toimub, toimub soojusülekanne aine enda voolamisel. See on iseloomulik gaasidele ja vedelikele, kuigi mõnikord esineb mõningaid lahtisi materjale. Kujutleme kuumat suvepäeva: kuumutatud maa kohal on märgatavalt kerge udune - seda moonutust seletatakse tõusvate õhuvooludega. Kui öösel langeb päikesekiirguse kuumutamine, algab maapinna ja õhu temperatuuri ühtlustamise protsess: pinnas edastab soojuslikku energiat atmosfääri alumistele kihtidele (see on soojusülekande segmenteeritud mehhanism), mis tõusevad üles ja asendatakse külmemate õhumassidega. Siin on veel üks näide: panna reboileri veemahutisse ja lülitada see sisse. Lähedal vaatlemisel on märgatavad veetavad veejoad. Kuumad massid asetatakse soojuse allikast välja ja nende asemele lähevad külmemad.

Mis võiks olla huvitav vestlus kuuma tee tassi külmal talveõhtul? Samal ajal piisab hetkeks tõmbumast ja hoiab metalli lusikaga pealmise serva, et käepidemeid kiiresti eemaldada, vältides põletust. Põhjus on lihtne - mõni soojusülekande tüüp soojendab väga kiiresti metallist lusikad tassi veetemperatuurile. Me räägime soojusjuhtivusest. Sellises olukorras, kus saate seda tüüpi soojusülekannet kohtuda, on tohutul hulgal. Andke määratlus: soojusjuhtivus on soojusenergia ülekandmine keha kuumutatud osast külmema keha moodustavate osakeste abil (elektronid, aatomid, molekulid). Eriline juhtum on soojuse ülekandmine erinevate kontaktpunktide vahel. Erinevatel materjalidel on erinev soojusjuhtivus. Niisiis, kui te kuumeneb puidust baari ühe otsa , siis teine on külm. Aga kui teete sellist katset metallvardaga, on tulemus vastupidine. See erinevus tuleneb materjalide sisemise struktuuri erinevusest.

Arvestades soojusülekande liike, ei saa me nimetada kuumuse ülekandmist kiirguse kaudu. Soojusallikas tekitab elektromagnetlaineid , mille lainepikkus on kuni 1000 μm (spektri infrapunaosa). Radiaatorvoogu intensiivsus ja kuumutatava korpuse temperatuur on otseses korrelatsioonis. Selleks, et mõista, kuidas kiirguse ülekanded tekivad, piisab väikse eksperimendi läbiviimisest - valguse tekitamiseks ja läbipaistva klaasi asetamiseks enda ja tulekahju vahel. Vaatamata barjäärile on soojust ikkagi edastatav. Või vaadake kassi, mis talvel asub aknalaual päikese käes, peksmist. See on lihtne - nendes näidetes edastab termiline energia kiirguse kaudu. Selle soojusülekande meetodi üheks omaduseks on sõltumatus vahekaartidest. Kui konvektsiooni ajal toimub ülekanne aine enda poolt (gaas) ja soojusjuhtivuse korral osakeste poolt, ei vaja kiirgust "vahendajaid". Seega annab päike oma kuumuse läbi vaakumi täpselt kiirguse kaudu.