2. Что такое «теплопроводность»? Каков ее механизм.

Теплопроводность – процесс переноса теплоты в твердых телах, обусловленный разностью температур их поверхностей.

В настоящее время существует две теории переноса тепла за счет теплопроводности.

1. Теплота в твердом теле переносится за счет движения мельчайших частиц подобно электрическому току из области с большей температурой в область с меньшей температурой.

2. Перенос тепла за счет теплопроводности осуществляется за счет упругих колебаний молекул вещества, передающихся в теле из из области с большей температурой в область с меньшей температурой.

3. Дайте определение теплового потока. Как определить количество тепла при известном тепловом потоке?

Тепловой поток - вектор, направленный по нормали в сторону, обратную возрастанию температуры.

Он характеризует количество тепла, проходящего в единицу времени черев единицу площади.

Тепловой поток обозначается q и измеряется в СИ в .

Для того, чтобы определить количество тепла Q, проходящее через поверхность площадью F, нужно тепловой поток q умножить на площадь.

Q = q  F

4. Запишите Закон Фурье и поясните вид выражения.

Фурье установил основной закон распространения тепла путем теплопроводности:

q = - l × grad t ,

где q - тепловой поток, т.е. количество тепла, проходящего в единицу времени черев единицу площади; l - коэффициент тепло­проводности, Вт/м× град; t – температура, град.

Тепловой поток - вектор, направленный по нормали в сторону, обратную возрастанию температуры, а градиент температуры grad t – вектор направленный по нормали в сторону возрастания температуры.

Векторы q и grad t лежат на одной прямой, но направлены в противоположные стороны. Этим и объясняется наличие знака минус в правой части уравнения Фурье.

5. Поясните физический смысл коэффициента теплопроводности. В каких единицах он измеряется?

Коэффициент теплопроводности - физический параметр вещества, зависящий от температуры, давления, рода вещества и других фак­торов. В большинстве случаев коэффициент теплопроводности для различных материалов определяется опытным путем.

Коэффициент теплопроводности численно равен количеству тепла, которое проходит в единицу вре­мени через единицу поверхности при температурном градиенте, рав­ном единице.

Коэффициент теплопроводности обозначается l и измеряется в СИ в .

6. Что такое «конвективный теплообмен»? Каков его механизм.

Конвекция теплоты всегда сопровождается теплопроводностью. Совмест­ный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью называется конвективным теплообменом.

В инженерных расчетах часто определяют конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью твердого тела. Этот процесс конвективного теплообмена называют конвективной теплоотдачей или просто теплоотдачей.

Конвекция возможна только в подвижной среде и представляет процесс ее переноса при перемещении объемов жидкости или газа в пространстве из области с одной температурой в об­ласть с другой температурой. При этом перенос теплоты неразрывно связан с переносом самой среды.