лекция. Документ Microsoft Word (4). 1. Физическая сущность процесса теплопроводности
 Скачать 1.29 Mb.
|
|
1.Физическая сущность процесса теплопроводности. Способность физического тела передавать тепло от источника тепла к менее нагретым областям. Передача тепла происходит с помощью последовательной передачей движения атомов и молекул от более подвижных нагретых к менее подвижным -холодным. В комнатных батареях отопления нужна большая теплопроводность, чтобы передать тепло от горячей воды через металл батарей в воздушную среду помещения. Для стен помещения необходима минимальная теплопроводность, чтобы не было утечки тепла из помещения. 2.Основной закон теплопроводности.  Необходимым условием распространения теплоты в любом теле или пространстве является наличие разности температур, т. е градиент температуры в разных точках тела не должен быть равен нулю. Согласно гипотезе Фурьеколичество теплоты, Дж, проходящее через элемент изотермической поверхности  за промежуток времени пропорционально температурному градиенту : ,где  - коэффициент теплопроводности.Знак “ - ” показывает, что в направлении теплового потока температура убывает, и градиент температур является величиной отрицательной. Количество теплоты, проходящее в единицу времени через единицу площади изотермической поверхности,  , Вт/ , называется плотностью теплового потока: ,где  - это векторная величина; векторы q и gradt лежат на одной прямой, но противоположно направлены, отсюда знак “ - ”.Закон Фурье – это основной закон теплопроводности: плотность теплового потока пропорциональна градиенту температуры. Количество теплоты, прошедшее в единицу времени через произвольную поверхность F называется тепловым потоком, [Вт]:   .Полное количество теплоты, прошедшее за время  через произвольную поверхность F конечных размеров, определяется: , [Дж].Коэффициент теплопроводности - физический параметр вещества, характеризует способность вещества проводить теплоту. Коэффициент теплопроводности Вт/(м*К), при этом определяется из соотношения  ;  ,из которого следует, что коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, проходящей через единицу изотермической поверхности в единицу времени и при температурном градиенте равном единице. Коэффициент теплопроводности вещества зависит от давления и температуры, структуры, плотности и т.д. Он определяется опытным путём и для технических расчётов берётся из справочных таблиц. Таким образом, для определения количества теплоты необходимо знать температурное поле внутри рассматриваемого тела, что является основной задачей теплопроводности. 3.Коэффициент теплопроводности и факторы, влияющие на его величину. Коэффициент теплопроводности материалов (л) - количество теплоты, проходящей в единицу времени через единичную поверхность при градиенте температуре, равном единице. В системе СИ данная величина измеряется в Вт/(м•К).  , Вт/(м·К). Коэффициент теплопроводности материалов зависит от природы вещества, его температуры, влажности и пористости. Плотность материала. При повышении данного показателя взаимодействие частиц материала становится прочнее. Соответственно, они будут передавать температуру быстрее. А это значит, что с повышением плотности материала улучшается передача тепла. Пористость вещества. Пористые материалы являются неоднородными по своей структуре. Внутри них находится большое количество воздуха. А это значит, что молекулам и другим частицами будет сложно перемещать тепловую энергию. Соответственно, коэффициент теплопроводности повышается. Влажность также оказывает влияние на теплопроводность. Мокрые поверхности материала пропускают большее количество тепла. В некоторых таблицах даже указывается расчетный коэффициент теплопроводности материала в трех состояниях: сухом, среднем (обычном) и влажном. 4.Теплопроводность теплоизоляционных материалов.    5.Перечислите и охарактеризуйте основные понятия, которыми описываются тепловые процессы |