siltuma vadītspēja vai vienkārši vadīšana ir siltuma pārneses process, kas notiek cietvielu iekšienē, pateicoties a atšķirībaiekšātemperatūra. Braukšanas laikā Siltumenerģija tiek pārsūtīts starp atomi un molekulas uz viena ciets bez vielas nodošanas, līdz siltuma līdzsvars.
Šī parādība notiek visās vielās, neatkarīgi no tām fiziskais stāvoklis, neskatoties vairākbiežiiekšācietas vielas. Tas notiek tāpēc, ka cietā stāvoklī atomu fiksētais stāvoklis, kas ir sakārtots kristāliskā režģī, atbalsta enerģijas apmaiņu starp atomiem, pateicoties biežumam, kādā notiek sadursmes starp tiem daļiņas.
Skatiesarī:Viss, kas jums jāzina par termoloģiju
Kā notiek siltuma vadīšana?
Process braukšanatermiskā raksturo mijiedarbība starp daudz dažādutemperatūras. Kad mēs sildām ķermeni, tā atomi sāk svārstīties ar lielāku amplitūdu. Tie satrauktāki atomi nodot daļu no jūsu kinētiskā enerģija uz blakus esošajiem atomiem sadursmju un vibrāciju rezultātā šādā veidā tie palēninās, bet mazāksatrauktiuzvarētātrums. Izmantojot šo mehānismu, siltums tiek pakāpeniski pārnests no augstākas temperatūras reģioniem uz zemākas temperatūras reģioniem, līdz visa sistēma atrodas tajā pašā temperatūrā.
ASV gāzes, piemēram, siltuma pārnešana ar vadīšanu notiek tikai sadursmju starp atomiem rezultātā. ASV nemetāliskas cietas vielas, siltuma vadīšana notiek caur vibrācijām gar materiāla kristāla režģi. ASV metāla cietas vielas - labākie siltuma vadītāji - vadīšana notiek gan pavairojot vibrācijas kristāla režģī, gan haotiski pārvietojoties brīvajiem elektroniem.
Izolatori un siltuma vadītāji
Dažādi matērijas stāvokļi pārraida siltumu caur dažādiem mehānismiem. Izsauktie materiāli diriģenti, piemēram, vai tie spēj pārnest siltumu ar lielu vieglums - ir vairumam gadījumu metāli. Materiāli izolatori, savukārt tie ir tie, kas kavē siltuma pāreju, piemēram, polistirols, a gumija, The koks utt.
Atšķirības starp vadītspēju, konvekciju un starojumu
Braukšana, konvekcija un starojums ir trīs dažādas pavairošanas formas karstums. Šo trīs procesu kopīgais punkts ir tāds, ka jābūt: atšķirībaiekšātemperatūra starp dažādiem ķermeņiem vai viena ķermeņa dažādos punktos.
braukšana, kā teica, tas notiek tiešā kontaktā starp molekulām, kuras, saduroties, pāriet kinētiskā enerģija blakus esošajām molekulām. Šāda veida siltuma pārnesē nav transporta. Konvekcija savukārt notiek tikai šķidrumos un, kā arī braukšana, notiek tikai materiālos līdzekļos. Atšķirība starp vadītspēju un konvekciju ir tāda, ka konvekcijā ir transportsiekšāmakaroni pēc konvekcijas strāvām. starojums un nodošanaiekšākarstums par elektromagnētiskie viļņiTādēļ šis siltuma pārneses process var notikt vakuumā.
Siltuma plūsma vai Furjē likums
Tiek saukts siltuma daudzums, kas katru sekundi tiek pārnests starp diviem punktiem ķermeņa iekšienē plūsmaiekšākarstums. Šī koncepcija attiecas uz to, cik ātri siltums tiek pārnests ķermeņa iekšienē. Dažiem materiāliem ir liela ietilpība siltuma pārnešana, tāpēc mēs sakām, ka tie ir labi siltuma vadītāji, jo tie spēj to ātrāk izkliedēt.
O plūsmaiekšākarstums, ko definē kā konstantes k funkciju, mēra vatos (W) saskaņā ar Starptautiskā mērvienību sistēma, bet to var izmērīt arī kalorijasparotrais. Šī enerģijas plūsma ir proporcionāls à atšķirībaiekšātemperatūra starp diviem ķermeņa punktiem un atbilst enerģijas daudzumam, kas siltuma veidā plūst uz katru virsmas kvadrātmetru vienas sekundes laikā.
formula izmanto, lai aprēķinātu siltuma vadītspēju, kas pazīstams arī kā siltuma plūsmas formula vai LikumsiekšāFurjē ir šāds:
Φ - siltuma plūsma (cal / s vai W)
J - siltums (kaļķi vai J)
t - laika intervāls (-i)
A - platība (m² vai cm²)
T2 un T.1 - 1. un 2. punkta temperatūra (K vai ºC)
k - siltumvadītspējas koeficients (J / s.m.K vai cal / s.cm.ºC)
O siltuma vadītspējas koeficients (k) nosaka, vai ķermenis ir labs siltuma vadītājs. Šis koeficients attiecas uz lielu vielas īpašību skaitu, piemēram, uz temperatūra,Valstsfiziķis,tīrība,blīvums utt. Arī formula parāda, ka siltuma daudzums J plūst cauri apgabalam , noteiktā laika posmā t, ir proporcionāla temperatūras starpībai (T2 - T.1) starp abām šīs zonas sejām un arī apgrieztiproporcionāls līdz biezumam un, kas tos atdala. Ievērojiet šo diagrammu, kas parāda siltuma vadītspēju cietā vidē saskaņā ar uzrādītajiem mainīgajiem lielumiem:
Vingrinājumi siltuma vadīšanai
Jautājums 1) Saulainā dienā liels siltuma daudzums - ap 180 cal - iziet cauri transportlīdzekļa logiem, kas 15 minūtes bija novietots ārā. Šajā situācijā nosakiet siltuma plūsmu caur šī transportlīdzekļa logiem.
a) 10000 kal / s
b) 2000 kal / s
c) 50 cal / s
d) 300 kal / s
e) 500 kal / s
Veidne: Burts B
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu vingrinājumu, vienkārši aprēķiniet siltuma daudzumu, kas katru sekundi iziet cauri transportlīdzekļa logiem. Skatīties:
Saskaņā ar aprēķinu transportlīdzekļa logos katru sekundi iziet aptuveni 2000 kalorijas, tāpēc pareizā alternatīva ir B burts.
2. jautājums) Pārbaudiet alternatīvu, kur notiek tikai siltuma vadīšana:
a) Karstu ūdeni sajauc ar aukstu ūdeni.
b) Papīrs tiek sadedzināts saules gaismā, koncentrēts ar palielināmo stiklu.
c) Dzelzs krekls.
d) Ūdens tvaiki, vārot dārzeņu.
Veidne: C burts
Izšķirtspēja:
Starp uzskaitītajiem procesiem pirmais ir konvekcijas siltuma pārnese; tad mums ir starojums, burtā B; braukšana, burtā C; visbeidzot pēdējā variantā atkal konvekcija. Tāpēc pareizā alternatīva ir burts C.
Autors: M.e Rafaels Helerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm