Як відбувається теплопередача

Як відбувається теплопередача

Теплопередача - це процес передачі тепла з одного середовища в інше, при цьому обидві середи повинні бути рідинами або газами. При теплопередачі відбувається обмін енергією між середовищами без участі механічного впливу. Існує три види теплопередачі.

Інструкція

1. Теплопровідність полягає в передачі тепла від більш нагрітих частин речовини до менш нагрітих, що призводить до вирівнювання температури речовини. Молекули речовини, що володіють більшою енергією, передають її молекулам, що володіють меншою енергією. До теплопровідності належить закон Фур 'є, який полягає у зв' язку між градієнтом температури в середовищі і щільності теплового потоку. Градієнт - це вектор, що показує напрямок зміни скалярного поля. Відхилення від цього закону можуть бути при дуже сильних ударних хвилях (великі значення градієнта), при дуже низьких температурах і в розріджених газах, коли молекули речовини частіше стикаються зі стінками судини, ніж між собою. У випадку розріджених газів процес теплопередачі розглядається не як теплообмін, а як передача тепла між тілами, що знаходяться в газовому середовищі.


2. Конвекція - це перенесення тепла в рідинах, газах або сипучих речовинах, що діє згідно з кінетичною теорією. Суть кінетичної теорії полягає в тому, що всі тіла (матеріальні) складаються з атомів і молекул, які знаходяться в безперервному русі. На основі цієї теорії, конвекція являє собою теплопередачу між речовинами на молекулярному рівні, за умови що тіла знаходяться під дією сили тяжкості і нерівномірно нагріті. Нагріта речовина, під дією сили тяжкості, переміщується відносно менш нагрітої речовини в бік, зворотну силі тяжкості. Більш нагріті речовини піднімаються, а більш холодні - опускаються. Ослаблення дії конвекції спостерігається у випадках високої теплопровідності і в 'язкого середовища, а також на конвекцію в іонізованих газах сильно впливає ступінь його іонізації і магнітне поле.

3. Теплове випромінювання. Речовина за рахунок внутрішньої енергії створює електромагнітне випромінювання з суцільним спектром, яке може передаватися між речовинами. Від того, наскільки нагріта речовина, залежить положення максимуму її спектру. Чим вища температура, тим більше енергії виділяє речовина і, отже, тим більше тепла можна передати.

4. Теплопередача може відбуватися через тонку перегородку або стінку між тілами, від більш теплої речовини до менш теплого. Більш нагріта речовина передає частину тепла до стінки, після чого відбувається процес теплопередачі в стінці і від стінки йде тепловіддача до менш нагрітої речовини. Інтенсивність кількості переданої теплоти безпосередньо залежить від коефіцієнта теплопередачі, який визначається як кількість теплоти, що передається через одиницю площі поверхні перегородки в одиницю часу при різниці температур між речовинами в 1 Кельвін.