топлопроводимост или просто проводимостта е процес на пренос на топлина, който се случва вътре в твърдите вещества, поради разликавтемпература. При шофиране, Термална енергия се прехвърля между атоми и молекули никой твърдо без пренасяне на материя, до състоянието на термично равновесие.
Това явление се среща във всички вещества, независимо от техните физическо състояние, въпреки Повече ▼често срещанвтвърди вещества. Това се случва, защото в твърдо състояние фиксираното положение на атомите, разположени в кристална решетка, благоприятства обмена на енергия между атомите поради честотата, при която се случват сблъсъци между тях частици.
Вижсъщо:Всичко, което трябва да знаете за термологията
Как възниква топлопроводимостта?
Процесът на шофиранетермична се характеризира с взаимодействието между атомите на много различнитемператури. Когато нагряваме тялото, атомите му започват да трептят с по-голяма амплитуда. Тези по-развълнувани атоми прехвърлете част от вашия кинетична енергия към съседните атоми чрез сблъсъци и вибрации, по този начин те се забавят, докато всяко по-малкоразвълнуванпечеляскорост. Чрез този механизъм топлината постепенно се прехвърля от областите с по-висока температура към областите с по-ниска температура, докато цялата система е с една и съща температура.
НАС газовенапример преносът на топлина чрез проводимост се осъществява изключително чрез сблъсъци между атоми. НАС неметални твърди вещества, топлопроводимостта се осъществява чрез вибрации по кристалната решетка на материала. НАС метални твърди вещества - най-добрите топлопроводници - проводимостта възниква както чрез разпространение на вибрации в кристалната решетка, така и от хаотичното движение на свободните електрони.
Изолатори и топлопроводи
Различните състояния на материята предават топлината чрез различни механизми. Извиканите материали проводници, например, са тези, способни да предават топлина с големи лекота - е случаят с повечето метали. Материалите изолатори, от своя страна те са тези, които възпрепятстват преминаването на топлина, като например полистирол, а каучук, The дърво и т.н.
Разлики между проводимост, конвекция и излъчване
Шофиране, конвекция и радиация са трите различни форми на разпространение на топлина. Общото между тези три процеса е, че трябва да има разликавтемпература между различни тела или в различни точки на едно и също тяло.
НА шофиране, както беше казано, това се случва чрез директен контакт между молекулите, които при сблъсък се прехвърлят кинетична енергия към съседните му молекули. При този вид пренос на топлина няма никакъв транспорт на материя. Конвекцията от своя страна се случва изключително в течности и, както и в шофиране, се среща само в материални средства. Разликата между проводимостта и конвекцията е, че при конвекция има такива транспортвтестени изделия чрез конвективни токове. НА радиация и прехвърляневтоплина на електромагнитни вълниСледователно този процес на пренос на топлина може да се осъществи във вакуум.
Топлинен поток или закон на Фурие
Количеството топлина, което се прехвърля между две точки вътре в телата, всяка секунда, се нарича потоквтоплина. Тази концепция се отнася до това колко бързо топлината се пренася вътре в тялото. Някои материали имат голям капацитет за топлообмен, затова казваме, че те са добри проводници на топлина, тъй като са в състояние да я разсеят по-бързо.
О потоквтоплина, което се определя като функция на константа k, се измерва във ватове (W), според Международна система от единици, но може да се измери и в калориинавторо. Този енергиен поток е пропорционален à разликавтемпература между две точки на тялото и съответства на количеството енергия, което тече под формата на топлина към всеки квадратен метър повърхност през периода от една секунда.
НА формула използва се за изчисляване на топлопроводимостта, известна също като формула за топлинен поток или ЗаконвФурие е както следва:
Φ - топлинен поток (cal / s или W)
Въпрос: - топлина (вар или J)
T - времеви интервал (и)
A - площ (m² или cm²)
T2 и Т1 - температура на точки 1 и 2 (K или ºC)
к - коефициент на топлопроводимост (J / s.m. K или cal / s.cm.ºC)
О коефициент на топлопроводимост (k) определя дали едно тяло е добър проводник на топлина или не. Този коефициент се отнася до голям брой свойства на материята, като например температура,държавафизик,чистота,плътност и т.н. Също така, формулата показва, че количеството топлина Въпрос: течаща през дадена област НА, през определен период от време T, е пропорционално на температурната разлика (T2 - T1) между двете лица на тази област и също обратнопропорционален до дебелина и, което ги разделя. Спазвайте следната диаграма, която показва топлопроводимостта в твърда среда, в съответствие с представените променливи:
Упражнения за топлопроводимост
Въпрос 1) По време на слънчев ден голямо количество топлина - около 180 кал - преминава през прозорците на превозно средство, паркирано на открито за период от 15 минути. Определете топлинния поток през прозорците на това превозно средство в тази ситуация.
а) 10 000 кал / сек
б) 2000 кал / сек
в) 50 кал / сек
г) 300 кал / сек
д) 500 кал / сек
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
За да решите упражнението, просто изчислете количеството топлина, което преминава през прозорците на автомобила всяка секунда. Гледам:
Според изчислението около 2000 калории преминават през прозорците на превозното средство всяка секунда, така че правилната алтернатива е буквата Б.
Въпрос 2) Проверете алтернативата, когато се извършва само топлопроводимост:
а) Гореща вода се смесва със студена вода.
б) Хартия, изгаряна от слънчева светлина, концентрирана от лупа.
в) Желязо, изгарящо риза.
г) Водни пари за готвене на зеленчуци.
Шаблон: Буква С
Резолюция:
Сред изброените процеси първият е конвекционен топлопренос; тогава имаме радиация, на буквата Б; шофиране, на буквата C; накрая, в последната алтернатива, отново конвекция. Следователно, правилната алтернатива е буквата C.
От М.е Рафаел Хелерброк
Учител по физика
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm