Aina za uhamishaji joto: mgawo wa uhamishaji wa joto

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Kiini chochote cha nyenzo kina sifa kama vile joto, ambayo inaweza kuongezeka na kupungua. Joto sio dutu ya nyenzo: kama sehemu ya nishati ya ndani ya dutu, hutokea kama matokeo ya harakati na mwingiliano wa molekuli. Kwa kuwa joto la vitu tofauti linaweza kutofautiana, kuna mchakato wa kuhamisha joto kutoka kwa dutu kali hadi kwa dutu yenye joto kidogo. Utaratibu huu unaitwa uhamisho wa joto. Tutazingatia aina kuu za uhamishaji joto na taratibu za utekelezaji wao katika makala haya.

Uamuzi wa kuhamisha joto

Uhamisho wa joto, au mchakato wa uhamishaji joto, unaweza kutokea ndani ya maada na kutoka kwa dutu moja hadi nyingine. Wakati huo huo, ukubwa wa uhamisho wa joto kwa kiasi kikubwa inategemea mali ya kimwili ya suala, joto la vitu (ikiwa vitu kadhaa vinashiriki katika uhamisho wa joto) na sheria za fizikia. Uhamisho wa joto ni mchakato ambao daima unaendelea upande mmoja. Kanuni kuu ya uhamisho wa joto ni kwamba mwili wa moto zaidi daima hutoa joto kwa kitu kilicho na joto la chini. Kwa mfano, wakati wa kupiga pasi nguo, chuma cha motohutoa joto kwa suruali, na si kinyume chake. Uhamisho wa joto ni jambo linalotegemea muda ambalo hubainisha usambaaji usioweza kutenduliwa wa joto angani.

Njia za kuhamisha joto

Taratibu za mwingiliano wa joto wa dutu zinaweza kuchukua aina tofauti. Kuna aina tatu za uhamishaji joto asilia:

1. Mwengo wa joto ni utaratibu wa uhamishaji wa joto kati ya molekuli kutoka sehemu moja ya mwili hadi nyingine au hadi kwa kitu kingine. Sifa hii inatokana na kutofautiana kwa halijoto katika vitu vinavyozingatiwa.
2. Mpitishaji - kubadilishana joto kati ya midia ya maji (kioevu, hewa).
3. Kitendo cha mionzi ni uhamishaji wa joto kutoka kwa miili yenye joto na joto (vyanzo) kutokana na nishati yake katika mfumo wa mawimbi ya sumakuumeme yenye wigo usiobadilika.

Hebu tuzingatie aina zilizoorodheshwa za uhamishaji joto kwa undani zaidi.

Mwengo wa joto

Mara nyingi, ubadilikaji wa halijoto huonekana katika yabisi. Ikiwa, chini ya ushawishi wa mambo yoyote, maeneo yenye joto tofauti yanaonekana katika dutu moja, basi nishati ya joto kutoka eneo la joto itapita kwenye baridi. Katika baadhi ya matukio, jambo hili linaweza hata kuzingatiwa kwa macho. Kwa mfano, ikiwa tunachukua fimbo ya chuma, sema, sindano, na joto juu ya moto, basi baada ya muda fulani tutaona jinsi nishati ya joto inavyohamishwa kupitia sindano, na kutengeneza mwanga katika eneo fulani. Wakati huo huo, mahali ambapo hali ya joto ni ya juu, mwanga ni mkali na, kinyume chake, ambapo t ni chini, ni giza. Uendeshaji wa joto pia unaweza kuzingatiwa kati ya miili miwili (kikombe cha chai ya moto na mkono)

Nguvu ya uhamishaji wa mtiririko wa joto hutegemea mambo mengi, uwiano ambao ulibainishwa na mtaalamu wa hisabati Mfaransa Fourier. Sababu hizi kimsingi ni pamoja na gradient ya joto (uwiano wa tofauti ya joto kwenye ncha za fimbo hadi umbali kutoka mwisho mmoja hadi mwingine), eneo la sehemu ya mwili, na mgawo wa conductivity ya mafuta (ni tofauti kwa vitu vyote, lakini ya juu zaidi huzingatiwa katika metali). Mgawo muhimu zaidi wa conductivity ya mafuta huzingatiwa katika shaba na alumini. Haishangazi kwamba metali hizi mbili hutumiwa mara nyingi zaidi katika utengenezaji wa waya za umeme. Kufuatia sheria ya Fourier, mtiririko wa joto unaweza kuongezwa au kupunguzwa kwa kubadilisha mojawapo ya vigezo hivi.

Aina za upitishaji wa uhamishaji joto

Convection, ambayo ni sifa hasa ya gesi na vimiminika, ina vipengele viwili: upitishaji wa joto kati ya molekuli na harakati (usambazaji) wa kati. Utaratibu wa utekelezaji wa convection hutokea kama ifuatavyo: kwa ongezeko la joto la dutu la maji, molekuli zake huanza kusonga zaidi kikamilifu, na kwa kutokuwepo kwa vikwazo vya anga, kiasi cha dutu huongezeka. Matokeo ya mchakato huu itakuwa kupungua kwa wiani wa dutu na harakati zake za juu. Mfano wa kuvutia zaidi wa upitishaji hewa ni mwendo wa hewa inayopashwa na kidhibiti kutoka kwa betri hadi kwenye dari.

Tofautisha kati ya aina zisizolipishwa na za kulazimishwa za uhamishaji joto. Uhamisho wa joto na harakati za wingi katika aina ya bure hutokea kwa sababu ya kutofautiana kwa dutu, yaani, kioevu cha moto huinuka juu ya asili ya baridi.njia bila kuathiriwa na nguvu za nje (k.m. inapokanzwa chumba na inapokanzwa kati). Kwa convection ya kulazimishwa, harakati ya wingi hutokea chini ya ushawishi wa nguvu za nje, kwa mfano, kuchochea chai na kijiko.

Uhamisho wa joto mkali

Uhamisho wa joto mng'ao au mionzi unaweza kutokea bila kugusa kitu au dutu nyingine, kwa hivyo inawezekana hata katika nafasi isiyo na hewa (utupu). Uhamisho wa joto wa mionzi ni asili katika miili yote kwa kiasi kikubwa au kidogo na hujitokeza kwa namna ya mawimbi ya sumakuumeme yenye wigo unaoendelea. Mfano mkuu wa hii ni jua. Utaratibu wa hatua ni kama ifuatavyo: mwili unaendelea kuangaza kiasi fulani cha joto kwenye nafasi inayozunguka. Wakati nishati hii inapiga kitu au dutu nyingine, sehemu yake inafyonzwa, sehemu ya pili inapita, na sehemu ya tatu inaonekana kwenye mazingira. Kitu chochote kinaweza kuangazia joto na kufyonza, ilhali vitu vyeusi vinaweza kufyonza joto zaidi kuliko vile vyepesi.

Taratibu zilizojumuishwa za kuhamisha joto

Kwa asili, aina za michakato ya uhamishaji joto ni nadra kupatikana tofauti. Mara nyingi zaidi wanaweza kuonekana pamoja. Katika thermodynamics, mchanganyiko huu hata una majina, kwa mfano, conductivity ya mafuta + convection ni uhamisho wa joto wa convective, na conductivity ya joto + mionzi ya joto inaitwa uhamisho wa joto wa mionzi-conductive. Kwa kuongezea, kuna aina zilizojumuishwa za uhamishaji joto kama vile:

• Kupunguza joto -mwendo wa nishati ya joto kati ya gesi au kioevu na kigumu.
• Uhamisho wa joto ni uhamishaji wa t kutoka jambo moja hadi jingine kupitia kizuizi cha kiufundi.
• Uhamisho wa joto unaopitisha mng'ao hutengenezwa kwa kuchanganya upitishaji na mionzi ya joto.

Aina za uhamishaji joto asilia (mifano)

Uhamisho wa joto katika asili una jukumu kubwa na hauzuiliwi tu na upashaji joto wa dunia na miale ya jua. Mikondo mirefu ya kondomu, kama vile mwendo wa wingi wa hewa, huamua kwa kiasi kikubwa hali ya hewa katika sayari yetu yote.

Mwendo wa joto wa kiini cha Dunia husababisha kuonekana kwa gia na mlipuko wa miamba ya volkeno. Hii ni mifano michache tu ya uhamishaji joto kwa kiwango cha kimataifa. Kwa pamoja, huunda aina za uhamishaji joto unaopitisha mionzi na aina za upitishaji-mionzi wa uhamishaji joto unaohitajika ili kuendeleza maisha kwenye sayari yetu.

Matumizi ya uhamishaji joto katika shughuli za kianthropolojia

Joto ni sehemu muhimu ya takriban michakato yote ya uzalishaji. Ni vigumu kusema ni aina gani ya kubadilishana joto inatumiwa na mwanadamu zaidi ya yote katika uchumi wa taifa. Pengine wote watatu kwa wakati mmoja. Michakato ya uhamishaji joto hutumika kuyeyusha metali, na kuzalisha bidhaa mbalimbali kuanzia za kila siku hadi vyombo vya anga.

Muhimu sana kwa ustaarabu ni vitengo vya joto vinavyoweza kubadilisha nishati ya joto kuwa nishati muhimu. Miongoni mwawanaweza kuitwa petroli, dizeli, compressor, vitengo vya turbine. Kwa kazi zao, hutumia aina tofauti za uhamishaji joto.