1.Теплота, тепловой поток, плотность теп-го потока, линейный теп. Поток.
Теплота - количество энергии, передаваемой от одного тела к другому посредством теплопроводности, конвективного или лучистого теплообмена. Процесс передачи теплоты называется теплообменом.
Количество
теплоты
,
получаемое
телом в результате теплообмена, зависит
от вида термодинамического процесса и
аналогично работе является функцией
процесса. Количество теплоты
измеряется в Джоулях ,а уд-е количество
теплоты
=
/
в Дж/кг.
Количества теплоты Q , проходящее в единицу времени через изотермическую поверхность F , называется тепловым потоком. Тепловой поток, приходящийся на единицу поверхности, называется удельным тепловым потоком, плотностью теплового потока или тепловой нагрузкой поверхности q.
Если
градиент температуры для различных
точек поверхности различный, то количество
теплоты через всю изотермическую
поверхность в единицу времени равно
,где
Q
–
тепловой поток, Вm;
dF
– элемент изотермической поверхности,
м.
Величины Q, а также q являются вектором, за положительное направление которого принимается направление по нормали к изотермической поверхности в сторону уменьшения температуры.
Количество
теплоты, проходящее в единицу времени
через единицу площади изотермической
поверхности
,
называется плотностью
теплового потока.
Количества
теплоты
,
проходящее в единицу времени через
изотермическую поверхность
,
называется тепловым
потоком
(Дж/с
=Вт).
.
Величина
теплового потока
и
плотность теплового потока
являются векторами, за положительное
направление которых принимают направление
по нормали к изотермической поверхности
в сторону уменьшения температуры
(рис.1).
Скалярная
величина вектора плотности
теплового потока будет
равна:
.
Скалярная
величина вектора теплового
потока будет
равна:
.
2.Теплопроводность.
Теплопередача (теория теплообмена) - называется наука изучающая процессы передачи теплоты между телами, распространение теплоты в пространстве и распределение температуры в твердых, жидких и газообразных телах. Различают три основные формы передачи теплоты: теплопроводность, конвективный теплообмен и лучистый теплообмен.
Теплопроводность представляет собой форму распространения теплоты путем непосредственного соприкосновения отдельных частиц тела, имеющих различную температуру. При этом процесс теплообмена происходит вследствие передачи энергии передачи микродвижения одних элементарных частиц другим. В чистом виде теплопроводность наблюдается в твердых телах, а также в неподвижных газах и жидкостях в том случае, когда в них отсутствует конвекция.
В металлах перенос теплоты осуществляется путем движения (диффузии) свободных электронов; передача теплоты за счет упругих колебаний кристаллической решетки второстепенна. В жидкостях и твердых телах – диэлектриках теплопроводность осуществляется упругими волнам.
В газообразных телах распространение теплоты теплопроводностью происходит вследствие обмена энергией при соударении молекул, имеющих различную скорость теплового движения (путем диффузии молекул и атомов).
3.Закон
Фурье. Согласно
закону Фурье количество теплоты
проходящий через элемент изотермической
поверхности
за промежуток времени
,
пропорционально температурному градиенту
,
По закону Фурье
.
4.Коэффициэнт
теплопроводности.
Под
коэффициентом теплопроводности понимают
тепловой поток, передаваемый через
единичную поверхность при единичном
значении температурного градиента(физ.смысл)
Для
каждого тела коэффициент теплопроводности
имеет свое численное значение и, зависит
от природы, пористости, влажности,
давления, температуры и других параметров.
где
– коэффициент теплопроводности при
температуре
;
b
– постоянная, характеризующая приращение
(уменьшение)
материала при повышении его температуры
на 1К.
газы:0,005
– 0,5 Вт/(м·К).жидкость:
0,07 – 0,7 Вт/(м·К).
металлы:
.