soojusjuhtivus või lihtsalt juhtivus on soojusülekande protsess, mis toimub tahkete ainete sees tänu a erinevusaastaltemperatuur. Sõidu ajal Soojusenergia kantakse üle aatomid ja molekulid ühel tahke ilma aine üleandmiseni, kuni termiline tasakaal.
See nähtus esineb kõigis ainetes, olenemata nende ainetest füüsiline seisund, vaatamata sellele rohkemsageaastaltahked ained. See juhtub seetõttu, et tahkes olekus on kristallvõre paigutatud aatomite fikseeritud asend, soosib energiavahetust aatomite vahel, kuna nende vahel toimuvad kokkupõrked osakesed.
Vaataka:Kõik, mida peate teadma termoloogia kohta
Kuidas toimub soojusjuhtivus?
Protsess sõitminesoojus iseloomustab interaktsioon aatomite vahel palju erinevaidtemperatuurid. Keha kuumutamisel hakkavad selle aatomid suurema amplituudiga võnkuma. Need erutunud aatomid osa oma kineetiline energia kokkupõrgete ja vibratsioonide abil naabruses paiknevatele aatomitele vähemärritunudvõitakiirus. Selle mehhanismi kaudu kandub soojus järk-järgult kõrgema temperatuuriga piirkondadest madalama temperatuuriga piirkondadesse, kuni kogu süsteem on samal temperatuuril.
USA gaasidnäiteks soojusülekanne juhtimise teel toimub eranditult aatomite kokkupõrgete kaudu. USA mittemetallist tahked ained, soojusjuhtivus toimub vibratsioonide abil mööda materjali kristallvõre. USA metallist tahked ained - parimad soojusjuhid - juhtivus toimub nii vibratsiooni levimisel kristallvõres kui ka vabade elektronide kaootilise liikumisega.
Isolaatorid ja soojusjuhid
Aine erinevad olekud edastavad soojust erinevate mehhanismide kaudu. Materjalid kutsusid dirigendid, näiteks kas need on võimelised soojust üle kandma suurtega lihtsus - on enamiku puhul metallid. Materjalid isolaatorid, omakorda on need, mis takistavad soojuse läbimist, näiteks polüstüreen, a kumm, The puit jne.
Juhtivuse, konvektsiooni ja kiirguse erinevused
Autojuhtimine, konvektsioon ja kiirgus on kolm erinevat levimisvormi kuumus. Nende kolme protsessi ühine punkt on see, et peab olema a erinevusaastaltemperatuur erinevate kehade vahel või sama keha erinevates punktides.
THE sõitmine, nagu öeldud, toimub see molekulide vahetu kontakti kaudu, mis kokkupõrkel kanduvad edasi kineetiline energia naabermolekulidele. Seda tüüpi soojusülekandes puudub igasugune transport. Konvektsioon toimub omakorda eranditult vedelikes ja nagu ka sõitmine, esineb ainult materiaalsetes vahendites. Juhtivuse ja konvektsiooni erinevus seisneb selles, et konvektsioonis on neid transportaastalpasta konvektiivsete voolude järgi. THE kiirgus ja üleandmineaastalkuumus per elektromagnetlainedSeetõttu võib see soojusülekande protsess toimuda vaakumis.
Soojusvoog ehk Fourier 'seadus
Nimetatakse soojushulk, mis kandub kehade kahe punkti vahel, sekundis voolamaaastalkuumus. See kontseptsioon puudutab seda, kui kiiresti soojus keha sees kandub. Mõnel materjalil on suur maht soojusülekanneseetõttu ütleme, et nad on head soojusjuhid, kuna suudavad seda kiiremini hajutada.
O voolamaaastalkuumus, mis on määratletud konstandi k funktsioonina, mõõdetakse vattides (W) vastavalt Rahvusvaheline ühikute süsteem, kuid seda saab mõõta ka kaloreidperteine. See energiavoog on proportsionaalne à erinevusaastaltemperatuur keha kahe punkti vahel ja vastab energiahulgale, mis ühe sekundi jooksul voolab soojuse kujul igale pinna ruutmeetrile.
THE valem kasutatakse soojusjuhtivuse arvutamiseks, tuntud ka kui soojusvoo valem või SeadusaastalFourier on järgmine:
Φ - soojusvoog (cal / s või W)
Q - soojus (lubi või J)
t - ajaintervall (id)
A - pindala (m² või cm²)
T2 ja T1 - punktide 1 ja 2 temperatuur (K või ºC)
k - soojusjuhtivuse koefitsient (J / s.m. K või cal / s.cm.ºC)
O soojusjuhtivuse koefitsient (k) määrab, kas keha on hea soojusjuht või mitte. See koefitsient on seotud suure hulga aine omadustega, näiteks temperatuur,riikfüüsik,puhtus,tihedus jne. Samuti näitab valem, et soojushulk Q voolab läbi ala THEteatud aja jooksul t, on proportsionaalne temperatuuri erinevusega (T2 - T1) selle piirkonna kahe näo ja ka vahel tagurpidiproportsionaalne paksuseni ja, mis neid lahutab. Järgige esitatud muutujate järgi järgmist diagrammi, mis näitab soojusjuhtivust tahkes keskkonnas:
Harjutused soojusjuhtivusel
Küsimus 1) Päikesepaistelisel päeval läbib 15 minutit välitingimustes seisnud sõiduki akendest suur kogus soojust - umbes 180 cal. Selles olukorras määrake selle sõiduki akende soojusvool.
a) 10 000 cal / s
b) 2000 cal / s
c) 50 cal / s
d) 300 cal / s
e) 500 cal / s
Mall: Täht B
Resolutsioon:
Harjutuse lahendamiseks arvutage lihtsalt sõiduki akende kaudu sekundis läbiv soojushulk. Vaata:
Arvestuse kohaselt läbib sõiduki aknaid sekundis umbes 2000 kalorit, seega on õige alternatiiv B-täht.
2. küsimus) Kontrollige alternatiivi, kus toimub ainult soojusjuhtivus:
a) Kuuma vee segamine külma veega.
b) Päikesevalguses põletatav paber, suurendusklaasiga kontsentreeritud.
c) Raud särgi põletamine.
d) Veeaur köögivilja küpsetamiseks.
Mall: C-täht
Resolutsioon:
Loetletud protsesside hulgas on esimene konvektsiooniline soojusülekanne; siis on meil kiirgus, tähes B; sõitmine, tähes C; lõpuks viimase võimalusena taas konvektsioon. Seetõttu on õige alternatiiv C-täht.
Autor M.e Rafael Helerbrock
Füüsikaõpetaja
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm
