तापीय चालकता या बस चालन एक गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया है जो ठोस पदार्थों के अंदर होती है, के कारण अंतरमेंतापमान. ड्राइविंग में, तापीय ऊर्जा के बीच स्थानांतरित किया जाता है परमाणुओं तथा अणुओं एक पर ठोस मामले के हस्तांतरण के बिना, की स्थिति तक थर्मल संतुलन।
यह घटना सभी पदार्थों में होती है, उनकी परवाह किए बिना शारीरिक अवस्था, बावजूद अधिकबारंबारमेंठोस ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि ठोस अवस्था में, परमाणुओं की निश्चित स्थिति, जो एक क्रिस्टलीय जाली में व्यवस्थित होती है, परमाणुओं के बीच ऊर्जा के आदान-प्रदान का पक्षधर है, जिस आवृत्ति पर इनके बीच टकराव होता है कण।
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तापीय चालकता कैसे होती है?
की प्रक्रिया ड्राइविंगथर्मल के परमाणुओं के बीच बातचीत की विशेषता है बहुत अलगतापमान। जब हम किसी पिंड को गर्म करते हैं, तो उसके परमाणु अधिक आयाम के साथ दोलन करने लगते हैं। उन अधिक उत्तेजित परमाणु अपने हिस्से का स्थानांतरण गतिज ऊर्जा टक्करों और कंपनों द्वारा पड़ोसी परमाणुओं तक, इस तरह वे धीमे हो जाते हैं, जबकि कुछ कमउत्तेजितजीतवेग। इस तंत्र के माध्यम से, गर्मी को धीरे-धीरे उच्च तापमान वाले क्षेत्रों से कम तापमान वाले क्षेत्रों में स्थानांतरित किया जाता है, जब तक कि पूरी प्रणाली एक ही तापमान पर न हो।
अमेरिका गैसोंउदाहरण के लिए, चालन द्वारा गर्मी हस्तांतरण विशेष रूप से परमाणुओं के बीच टकराव के माध्यम से होता है। अमेरिका अधात्विक ठोस, थर्मल चालन सामग्री के क्रिस्टल जाली के साथ कंपन के माध्यम से होता है। अमेरिका धात्विक ठोस - सबसे अच्छा ऊष्मा संवाहक - क्रिस्टल जाली में कंपन के प्रसार और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के अराजक आंदोलन द्वारा चालन दोनों होता है।
इन्सुलेटर और थर्मल कंडक्टर
पदार्थ की विभिन्न अवस्थाएँ विभिन्न तंत्रों के माध्यम से ऊष्मा का संचार करती हैं। सामग्री कहा जाता है कंडक्टर, उदाहरण के लिए, क्या वे बड़ी मात्रा में गर्मी स्थानांतरित करने में सक्षम हैं आराम - अधिकांश के साथ ऐसा ही है धातु। सामग्री इन्सुलेटर, बदले में, वे वे हैं जो गर्मी के मार्ग में बाधा डालते हैं, जैसे कि polystyrene, ए रबड़, लकड़ी आदि।
चालन, संवहन और विकिरण के बीच अंतर
ड्राइविंग, कंवेक्शन तथा विकिरण के प्रचार के तीन अलग-अलग रूप हैं तपिश. इन तीन प्रक्रियाओं के बीच सामान्य बिंदु यह है कि एक होना चाहिए अंतरमेंतापमान विभिन्न निकायों के बीच या एक ही शरीर के विभिन्न बिंदुओं पर।
ड्राइविंग, जैसा कि कहा गया है, यह अणुओं के बीच सीधे संपर्क के माध्यम से होता है, जो टकराने पर स्थानांतरित होता है गतिज ऊर्जा अपने पड़ोसी अणुओं के लिए। इस प्रकार के ऊष्मा अंतरण में कोई पदार्थ परिवहन नहीं होता है। संवहन, बदले में, विशेष रूप से तरल पदार्थों में और साथ ही साथ होता है ड्राइविंग, केवल भौतिक मीडिया में होता है। चालन और संवहन के बीच अंतर यह है कि संवहन में होते हैं ट्रांसपोर्टमेंपास्ता संवहनी धाराओं द्वारा। विकिरण और यह स्थानांतरणमेंतपिश प्रति विद्युतचुम्बकीय तरंगेंइसलिए, यह गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया निर्वात में हो सकती है।
ऊष्मा प्रवाह या फूरियर का नियम
ऊष्मा की वह मात्रा जो पिंडों के अंदर दो बिंदुओं के बीच प्रति सेकंड स्थानांतरित होती है, कहलाती है बहेमेंतपिश। यह अवधारणा इस बात से संबंधित है कि शरीर के अंदर गर्मी कितनी जल्दी स्थानांतरित हो जाती है। कुछ सामग्रियों में बड़ी क्षमता होती है गर्मी का हस्तांतरणइसलिए, हम कहते हैं कि वे ऊष्मा के अच्छे संवाहक हैं, क्योंकि वे इसे अधिक तेज़ी से नष्ट करने में सक्षम हैं।
हे बहेमेंतपिश, जिसे स्थिर k के एक फलन के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसे वाट (W) में मापा जाता है, के अनुसार इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली, लेकिन इसे में भी मापा जा सकता है कैलोरीप्रतिदूसरा। यह ऊर्जा प्रवाह है आनुपातिक à अंतरमेंतापमान एक शरीर के दो बिंदुओं के बीच और ऊर्जा की मात्रा से मेल खाती है, जो गर्मी के रूप में, सतह के प्रत्येक वर्ग मीटर में, एक सेकंड की अवधि के दौरान प्रवाहित होती है।
सूत्र थर्मल चालन की गणना के लिए प्रयोग किया जाता है, जिसे के रूप में भी जाना जाता है गर्मी प्रवाह सूत्र या कानूनमेंफूरियर इस प्रकार है:
Φ - गर्मी प्रवाह (कैलोरी / एस या डब्ल्यू)
क्यू - गर्मी (चूना या जे)
तो - समय अंतराल)
ए - क्षेत्र (एम² या सेमी²)
टी2 और टी1 - अंक 1 और 2 का तापमान (K या C)
क - तापीय चालकता गुणांक (J/s.m. K या cal/s.cm.ºC)
हे तापीय चालकता गुणांक (के) यह निर्धारित करता है कि कोई पिंड ऊष्मा का सुचालक है या नहीं। यह गुणांक पदार्थ के गुणों की एक बड़ी संख्या से संबंधित है, जैसे कि तापमान,राज्यभौतिक विज्ञानी,शुद्धता,घनत्व आदि। इसके अलावा, सूत्र से पता चलता है कि गर्मी की मात्रा क्यू एक क्षेत्र के माध्यम से बह रहा है , समय की अवधि के दौरान तो, तापमान अंतर के समानुपाती है (टी2 - टी1) इस क्षेत्र के दो चेहरों के बीच और भी व्युत्क्रमानुपातीआनुपातिक मोटाई के लिए तथा, जो उन्हें अलग करता है। निम्नलिखित आरेख का निरीक्षण करें, जो प्रस्तुत चरों के अनुसार एक ठोस माध्यम में तापीय चालकता को दर्शाता है:
तापीय चालकता पर व्यायाम
प्रश्न 1) एक धूप वाले दिन के दौरान, गर्मी की एक बड़ी मात्रा - लगभग 180 कैलोरी - एक वाहन की खिड़कियों से गुजरती है जिसे 15 मिनट की अवधि के लिए बाहर पार्क किया गया है। इस स्थिति में इस वाहन की खिड़कियों से ऊष्मा प्रवाह का निर्धारण करें।
क) १०,००० कैलोरी/सेक
बी) २००० कैलोरी/सेक
ग) ५० कैलोरी/सेक
घ) ३०० कैलोरी/सेक
ई) ५०० कैलोरी/सेक
खाका: अक्षर बी
संकल्प:
अभ्यास को हल करने के लिए, बस हर सेकंड वाहन की खिड़कियों से गुजरने वाली गर्मी की मात्रा की गणना करें। घड़ी:
गणना के अनुसार, प्रति सेकंड लगभग 2000 कैलोरी वाहन की खिड़कियों से गुजरती है, इसलिए सही विकल्प B अक्षर है।
प्रश्न 2) उस विकल्प की जाँच करें जहाँ केवल ऊष्मा चालन होता है:
क) ठंडे पानी में गर्म पानी मिलाना।
ख) कागज को धूप से जलाया जा रहा है, एक आवर्धक कांच द्वारा केंद्रित किया जा रहा है।
ग) लोहे की कमीज जलाना।
घ) जलवाष्प से सब्जी पकाना।
टेम्पलेट: पत्र सी
संकल्प:
सूचीबद्ध प्रक्रियाओं में, पहला संवहन गर्मी हस्तांतरण है; तब हमारे पास विकिरण होता है, अक्षर B में; ड्राइविंग, अक्षर C में; अंत में, अंतिम विकल्प में, फिर से संवहन। अत: सही विकल्प अक्षर C है।
एम.ई राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक
स्रोत: ब्राजील स्कूल - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm
