Typy přenosu tepla: koeficient přenosu tepla

Každé hmotné tělo má takové vlastnosti jako teplo, které se může zvýšit a snížit. Teplo není hmotná látka: jako součást vnitřní energie hmoty vzniká z pohybu a interakce molekul. Vzhledem k tomu, že se teplo různých látek může lišit, dochází k přenosu tepla z teplejší látky na látku s méně teplem. Tento proces se nazývá přenos tepla. Hlavní typy přenosu tepla a mechanismy jejich působení budou zváženy v tomto článku.

Stanovení přenosu tepla

Přenos tepla nebo proces přenosu teploty se může objevit jak uvnitř látky, tak mezi látkami. V tomto intenzita tepla do značné míry závisí na fyzikálních vlastnostech látky, teplota látek (v případě, výměnou tepla zahrnuje několik látek) a fyzikální zákony. Přenos tepla je proces, který probíhá jednostranně. Hlavním principem výměny tepla je, že nejteplejší tělo vždy dodává teplo objektu s nižší teplotou. Například při žehlení prádla, horké žehličky dávají ohřátí kalhot a nikoli naopak. Přenos tepla je fenomén závislý na časovém indexu, který charakterizuje nevratné šíření tepla ve vesmíru.

Mechanismy přenosu tepla

Mechanismy tepelné interakce látek mohou mít různé formy. V přírodě existují tři typy výměny tepla:

1. Tepelná vodivost - mechanismus intermolekulárního přenosu tepla z jedné části těla na jinou nebo na jiný objekt. Vlastnost je založena na tepelné nehomogenitě uvažovaných látek.
2. Konvekce - výměna tepla mezi tekutinami (kapalina, vzduch).
3. Radiační expozice je přenos tepla z ohřátých těles vyhřívaných energií (zdroji) ve formě elektromagnetických vln s konstantním spektrem.

Zvažte výše uvedené typy výměny tepla podrobněji.

Tepelná vodivost

Nejčastěji je tepelná vodivost je pozorován v pevných látkách. Pokud je pod vlivem jiného faktoru, v jedné a téže látky objeví oblasti s různými teplotami, se tepelná energie ohřátou část přechází do chladu. Podobný jev v některých případech lze pozorovat vizuálně. Například, pokud budete mít kovovou tyč, například jehlu, a teplo je v ohni, pak po chvíli, jak tepelná energie se přenáší přes jehlu tvořit v určitých oblastech záře. V místě, kde je teplota vyšší záře jasnější, a naopak, kde t je nižší to tmavší. Tepelná vodivost se může také pozorovat mezi oběma tělesy (hrnek horkého čaje a rukou)

Intenzita přenosu tepelného toku, závisí na mnoha faktorech, jejichž poměr francouzský matematik Fourierova odhalena. Mezi tyto faktory patří první teplotní gradient (poměr rozdílu teplot na koncích tyče ke vzdálenosti od jednoho konce k druhému), v příčném řezu části těla, a tepelné vodivosti (všechny látky, které se liší, ale nejvyšší pozorovány kovů). Nejvýznamnější součinitel tepelné vodivosti pozorována mědi a hliníku. To není překvapující, že tyto dva kovy jsou často používány při výrobě elektrických vodičů. Po Fourierův zákon množství tepelného toku se může zvýšit nebo snížit změnou jednoho z těchto parametrů.

Konvekce typů přenosu tepla

Konvekce, obsažená zejména v plynech a kapalinách, má dvě složky: intermolekulární tepelnou vodivost a pohyb (šíření) média. konvekce mechanismus účinku je následující: zvýšení teploty molekul tekutých látek začíná svůj pohyb a další aktivní v absenci omezení zvyšuje prostorové látky hlasitosti. Důsledkem tohoto procesu bude snížení hustoty látky a jejího pohybu vzhůru. Výrazným příkladem konvekce je pohyb vytápěného chladiče z akumulátoru na strop.

K dispozici jsou volné a nucené konvekční výměníky tepla. Tepla a míchá se při volném typu hmoty je v důsledku nehomogenity látky, tj kapalných stoupá horkých přes studenou přirozeným způsobem, aniž by přitom vliv vnějších sil (např., Za zahřívání místnosti ústřední topení). Dojde-li k nucené konvekce hmotnost pohyb při působení vnějších sil, jako je například míchání čajovou lžičku.

Sálavý přenos tepla

Radiační nebo radiační přenos tepla může dojít bez kontaktu s jiným objektem nebo látkou, takže je možné i v bezvzduchový prostor (vakuum). Radiační přenos tepla je vlastní ve všech tělech ve větší či menší míře a projevuje se ve formě elektromagnetických vln s kontinuálním spektrem. Jasným příkladem jsou sluneční paprsky. Mechanismus působení je následující: tělo nepřetržitě vydává určité množství tepla v okolním prostoru. Když tato energie narazí na jiný předmět nebo látku, jeho část se absorbuje, druhá část prochází a třetí se odráží v životním prostředí. Jakýkoliv předmět může vyzařovat teplo a absorbovat, zatímco tmavé látky dokáží absorbovat více tepla než světlé.

Kombinované mechanismy přenosu tepla

V přírodě, druhy přenosu tepla procesů zřídka vyskytují v izolaci. Mnohem častěji je lze pozorovat společně. V termodynamice, kombinace dokonce mají název, například na tepelné vodivosti + proudění - přenos konvekčního tepla a tepelné vodivosti + tepelné záření se nazývá přenos tepla zářením vodivé. Kromě toho takové izolované druh kombinované výroby tepla, jako jsou:

• Přenos tepla - pohyb tepelné energie mezi plynem nebo kapalinou a pevnou látkou.
• Přenos tepla je přenos t z jedné věci na druhou prostřednictvím mechanické překážky.
• Konvekční a radiální výměna tepla je tvořena kombinací konvekčního a tepelného záření.

Typy výměny tepla v přírodě (příklady)

Přenos tepla v přírodě hraje obrovskou roli a není omezen na ohřev zeměkoule slunečními paprsky. Rozsáhlé konvekční proudy, jako je pohyb vzdušných hmot, určují převážně počasí na celé naší planetě.

Tepelná vodivost jádra Země vede ke vzniku gejzírů a erupce vulkanických hornin. To je jen malá část příklady přenosu tepla v globálním měřítku. Společně tvoří typy konvektivního přenosu tepla a radiačně vodivých typů přenosu tepla, které jsou nezbytné pro udržení života na naší planetě.

Použití výměny tepla v antropologických činnostech

Teplo je důležitou součástí téměř všech výrobních procesů. Je obtížné říci, jaká výměna tepla člověk používá nejvíce v národním hospodářství. Pravděpodobně všechny tři najednou. Díky procesům přenosu tepla dochází k tavení kovů, k výrobě obrovského množství zboží, od běžných předmětů po kosmické lodě.

Pro civilizaci jsou mimořádně důležité tepelné agregáty, které mohou přeměnit tepelnou energii na užitečnou sílu. Mezi ně můžeme jmenovat benzín, diesel, kompresor, turbínové jednotky. Pro svou práci používají různé typy výměny tepla.