Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

Согласно 2-му закону термодинамики самопроизвольный процесс переноса теплоты в пространстве возникает под действием разности температур и направлен в сторону уменьшения температуры. Закономерности переноса теплоты и количественные характеристики этого процесса является предметом исследования теории теплообмена, которая рассматривает процессы переноса теплоты в твердых, жидких и газообразных телах.

Известно 3 способа переноса теплоты: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

При переносе теплоты различают также два основных случая: распространение тепла в самом теле и теплообмен между телами.

Если нагревать твердое тело с одного конца, атомы этого тела в месте нагрева начинают колебаться более энергично; свою энергию, которая увеличилась за счет нагрева, они передают соседним атомам; так осуществляется распространение теплоты в теле, которое называется теплопроводностью. Этот способ распространения тепла возможен и в жидкостях-капельных и упругих (газах), если нагреть их сверху. При таком нагреве энергия будет распространяться вследствие увеличения колебательного движения атомов и молекул жидкости. Движение же отдельных ручьев жидкости (конечных масс жидкости) будет происходить.

Если же жидкость нагревать снизу, ее плотность в месте нагрева вследствие повышения температуры станет уменьшаться, и нагретые ручьи жидкости будут подниматься вверх, а на их место начнут поступать сверху более холодные ручьи. Так возникает движение теплых и холодных ручьев, при котором происходит их перемешивание, а, следовательно, и перенос теплоты. Это движение жидкости и распространение тепла происходит при этом, называется конвекцией. Как видно, распространение тепла конвекцией может происходить только в редких телах (капельных и упругих), или газах, так как в твердых телах отсутствует движение ручьев тела. При распространении тепла конвекцией происходит также и передача энергии от молекулы к молекуле (теплопроводность), но она незначительна по сравнению с передачей теплоты конвекцией и обычно отдельно не учитывается.

Перемешивания отдельных холодных и нагретых ручьев, то есть распространение тепла конвекцией, происходит и в том случае, если движение жидкости создается в результате действия какой-либо побудительной силы (насос, вентилятор, мешалка).

Таким образом, перенос теплоты внутри самого тела происходит за счет теплопроводности и конвекции. Причем теплопроводность происходит в твердых, жидких и газообразных телах, а конвекция только в жидких и газообразных телах.

Теплообмен между телами может осуществляться следующими способами. Если у поверхности твердого тела протекает какая-нибудь жидкость или газ с температурой, отличающейся от температуры этой поверхности, между поверхностью твердого тела и этой средой будет происходить теплообмен. Этот способ теплообмена между телами называется теплообменом столкновением. При этом у самой поверхности стенки теплота передается за счет теплопроводности, в жидкости она распространяется в основном в результате перемешивания ручьев с разными температурами, то есть за счет конвекции, поэтому способ переноса тепла между жидкостью и твердым телом часто называют также конвективным теплообменом.

Однако для переноса тепла от одного тела к другому не обязательно их столкновения. Из курса физики известно, что все тела в природе являются источниками лучистой энергии. Она возникает на поверхности тела за счет его внутренней тепловой энергии в результате сложных внутриатомных процессов. Тепловые лучи возникают на поверхности тела, распространяющихся в пространстве, достигают другого тела, и снова превращаются в тепловую энергию, и усваивается этим телом, увеличивая его внутреннюю энергию. Этот теплообмен, происходящий в результате двукратного преобразования энергии, называется теплообменом радиацией или теплообменом излучением.

Перенос теплоты от одной жидкости (тело, греет) к другой (тело нагревается) в так называемых теплообменных аппаратах чаще всего осуществляется через разделяющую их стенку. Другой случай, который часто рассматривается, - перенос теплоты от воздуха внутри помещения к наружному воздуху через разделяющую их стенку (из кирпича или другого какого-либо материала). Перенос теплоты от одной жидкости к другой через стенку называют теплопередачей, а перенос тепла между жидкостью и поверхностью стенки (не учитывая зависимость от направления) - теплоотдачей.

Довольно часто перенос теплоты осуществляется одновременно разными способами - этот случай называется сложным теплообменом. Например, конвективная теплоотдача от газа к стенке практически всегда сопровождается параллельным переносом теплоты излучением.



Загрузка...
Загрузка...
Реферати і шпаргалки на українській мові.
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии