Orbita . U Z

Ilm-fan fazosi uzra

  • Shrift o'lchamini kattalashtirish
  • Odatiy shrift o'lchami
  • Shrift o'lchamini kichiklashtirish
Bosh sahifa Maqolalar Tabiat qonunlari Issiqlik almashinishi

Issiqlik almashinishi

E-mail Chop etish
Maqola Reytingi: / 1
Juda yomon!A'lo! 
Maqola mundarijasi
Issiqlik almashinishi
???????? ?????? ?????????? ?????
Hamma sahifa

Issiqlik almashinishi

Issiqlik konveksiya, nurlanish hamda issiqlik otkazuvchanlik vositasida uzatilishi mumkin.

Termodinamikaning ikkinchi bosh qonuni uqtirish berishicha, issiqlik doimo harorat yuqoriroq jismdan harorati pastroq jismga tomon uzatiladi. Biroq, qonunda issiqlik uzatilish mexanizmlari haqida lom-mim deyilmagan. Holbuki, issiqlik uzatilish jarayonlarining mohiyatini yaxshi bilish va ulardan foydali ish chiqara olish muhandislik fizikasi nuqtai nazaridan nihoyatda muhim masaladir. Shu sababli ham, issiqlik almashinish jarayonlariga oid tafsilotlarni organish amaliy fan sohalari bilan shugullanuvchi olimlar va muhandislar oldidagi eng dolzarb muammolardan biri bolib kelgan. Yuqorida ham takidlanganidek, hozirda olimlar issiqlik almashinuv jarayonlarining uch xilini farqlab olishgan va ularning har birining zamirida oziga xos noyob fizik jarayon yotadi.

Issiqlik otkazuvchanlik.

Oldingizda kosada qoyilgan qaynoq shorvaga qoshiqni solib qoysangiz, kop otmay qoshiqni ham ushlay olmay qolasiz. Sababi, qoshiq tayyorlangan metall katta issiqlik otkazuvchanlik korsatkichiga ega boladi. Shu sababli, metall qoshiqning shorvaga botib turgan qismi, shorva issiqligini butun metall boylab otkazadi va qoshiq ham qizib ketadi. Umuman olganda, deyarli barcha metallar yuqori issiqlik otkazuvchanlik namoyon qiladi va metallga uzatilgan issiqlik butun metall boylab juda tez tarqaladi.

Ozi aslida, tabiatda har qanday jism oziga xos issiqlik otkazuvchanlik korsatkichiga ega boladi (turli jismlarning issiqlik otkazuvchanligi). Metallarning issiqlik otkazuvchanligining bu darajada yuqoriligi esa, metallarning atom tabiati bilan bogliqdir. Metallarda atomlar uch olchamli kristall panjara shaklida tartiblangan bolib, ular oz orta statistik vaziyati boyicha muntazam tebranib turadi. Baland haroratli muhitga solingan metallda esa, atrof-muhitdagi haroratning yuqoriligi va katta tezlik bilan atrofdan oziga kelib urilayotgan zarralarning shiddati tasirida, metall atomlarining tebranishi (vibratsiyasi) ham tezlashadi va yanada jadalroq titray boshlaydi. Metallning olovga kirib turgan qismi, yoki, qaynoq suyuqlikka botib turgan qismining harorat juda tezlik bilan, osha olovning, yoki, qaynoq suyuqlikning haroratiga tenglashadi. Londa qilib aytganda, metallning harorati muhit harorati bilan tez tenglashadi. Shu sababli ham olovga teginib turgan metall qiziganda qizarib choglanib ketadi.

Baland haroratli muhitda termik qozgalgan metall atomlari oziga qoshni bolgan atomlar bilan ham toqnasha boshlaydi va issiqlik harakati energiyasini oziga qoshni atomga uzatadi. Shu tarzda, qoshni atomlar ham tez qizib, muhit haroratigacha isiydi. Oz energiyasini qoshni atomga bergani hamonoq, olovga eng yaqin turgan atomlar ushbu energiyani yana tezkorlik bilan olovdan kelayotgan issiqlik energiyasi hisobidan kompensatsiyalaydi va yana qoshnisiga energiya uzatadi.

Shu tarzda, atomlararo zanjir orqali issiqlik metall boylab tezkorlik bilan tarqaladi va butun metall boylab yoyiladi. Shunday qilib, issiqlik otkazuvchanlik bu issiqlik otkazuvchan moddani tashkil qiluvchi atom yoki molekulalarning ozaro toqnashishi orqali issiqlik uzatilishi va issiqlik almashinishi jarayonlarini asoslab berar ekan. Yani, issiqlik harakati butun jism boylab tarqaladi; lekin, bu jarayonda issiqlikni bir-biriga uzatadigan atom va molekulalarning ozi harakatlanmaydi. Ular oz joyida mustahkam ornashgan holda, issiqlikni qoshnisidan olib qoshnisiga uzatadi va shu tarzda, issiqlik almashinish jarayonida ishtirok etadi.

Issiqlik otkazuvchanlik jarayonini bayon qiluvchi ixcham tenglama quyidagicha korinishga ega:

Q=A?T/R

bu yerda Q uzatilayotgan issiqlik energiyasi miqdori; A issiqlik otkazgich jismning kondalang kesim yuzasi; ?T ikki nuqta orasidagi haroratlar farqi; R esa materialning issiqlik qarshiligi bolib, u mazkur materialning issiqlik otkazishga nisbatan qanday qarshilik korsatishini ifodalaydi. Biz yuqorida keltirgan misolda, ?T qoshiqning shorvaga botib turgan qismidagi harorat va uning tashqarida, xona haroratida turgan qismi, yani, sopidagi harorat korsatkichlari ayirmasiga teng boladi. A qoshiqning kondalang kesim yuzasi; R esa har bir metall uchun oziga xos bolib, maxsus malumotnoma-jadvallardan aniqlanadi. Formulaga qarab shu narsani oson payqash mumkinki, haroratlar farqi va metallning kondalang kesim yuzasi qanchalik katta bolsa, ushbu metall orqali shunchalik kop issiqlik miqdori otkaziladi. Shu bilan birga, agar haroratlar farqi va metallning kondalang kesim yuzasi malum bolsa, unda bunday metall orqali issiqlik otkazuvchanlik korsatkichi, mazkur metallning issiqlik qarshiligiga teskari proporsional boladi. Yani, metallning issiqlik qarshiligi qanchalik baland bolsa, uning issiqlik otkazuvchanligi shunchalik yomon boladi.

Konveksiya

Endi misolni shorvaning qaynash jarayoniga kochiramiz. Qozon ostiga olov yoqsangiz, avvaliga shorvaning suvi tinch turaveradi. Bunda, issiqlik suvning issiqlik otkazuvchanligi evaziga, pastki qatlamlardan yuqoriga uzatiladi. Suvning harorati kotarilgani sayin, issiqlik otkazish jarayoni ozgara boshlaydi. Chunki, endi konveksiya jarayon ishga tushadi.

Idish tubiga yaqin turgan joydagi shorva suvi qizib kengayadi. Qizigan, issiq suvning solishtirma ogirligi, qozoning yuqoriroq qatlamlarida turgan teng hajmdagi, lekin nisbatan sovuqroq suvning solishtirma ogirligidan kora yengilroq boladi. Bu esa butun shorva sistemasini muvozanatdan chiqaradi va qozgalishga olib keladi. Natijada, qizigan va yengillashib qolgan qaynoq suv yuqoriga kotariladi. Uning orniga esa yuqoridan nisbatan sovuqroq suv tushib keladi.

Biroq, jarayon shugina bilan chegaralanib qolmaydi. Chunki, joy almashgan qaynoq va sovuqroq suvlar juda tezlik bilan yana orin almashinishiga togri keladi. Sababi, idish tubiga tushib kelgan suv, u yerdagi yuqori harorat evaziga darhol qiziydi va isib, u ham yuqori kotarila boshlaydi. Oz navbatida, avvalroq tepaga chiqib olgan boyagi issiq suv ham, u yerda biroz sovib zichlashadi va ogirlashib, yana tubga shongiydi. Natijada, shorva sistemasi baribir beqaror holatda qolaveradi. Issiq va sovuq suv bir-birini orin almashtirib, idish boylab pastga va tepaga aylanaveradi. Natijada, butun shorva massasining doimiy sirkulyatsiyasi yuzaga keladi. Buning oqibatida biz qaynayotgan shorvada sirkulyatsion oqimlarni kuzatamiz. Aynan osha, yuqoriga-pastga sirkulyatsiyalanish jarayonini fanda konveksion toklar deyiladi. Siz oshxonada shorva qaynayotganida uning yuzasiga diqqat qilsangiz, konveksiya jarayonini amalda korishingiz mumkin boladi. yoki, Buning uchun choy uchun qoyilgan va choynakda qaynab chiqqan suvni ham kuzatishingiz mumkin (umuman ochiq idishda qaynayotgan har qanday suvni kuzatsangiz boladi ?????? ).

Konveksion toklar tabiatda anchayin keng tarqalgan issiqlik almashinish usulidir. Konveksiya hodisasi yulduzlar qarida ham yuz beradi. Xususan, bizning yulduzimiz Quyosh ichkarisida ham, aniqrogi, Quyosh yadrosi va Quyosh toji oraligida favqulodda ulkan miqyosli konveksiya jarayoni boradi. Aynan ushbu jarayon Quyosh qarida kechayotgan termoyadro reaksiyalari natijasida ajralib chiqayotgan issiqlik energiyasini Quyosh sirtiga olib chiqadi (Quyosh oz energiyasini qayerdan oladi?). 150 million km naridagi Quyoshni qoya turing, shundoqqina oyoq ostimizda Yer mantiyasida ham muntazam konveksiya jarayoni boradi va uning natijasida biz plitalar tektonikasini kuzatamiz. Sayyoramiz atmosferasidagi konveksion oqimlar butun Yer yuzi boylab iqlimning qanday bolishini hal qiladi desak mubolaga bolmaydi. Atmosferadagi konveksiya jarayonlari ekvator va unga yaqin issiq hududlardan isigan havo va suv massalarini qutblar tomon tashib boradi va butun boshli mintaqalar va materiklarning iqlim xususiyatlarini belgilab beradi. Hattoki, alohida holda olingan bitta shahar miqyosida ham konveksiya juda muhim orin tutadi. Siz nima sababdan shahar joylarning harorati qishloqlardagidan bir-ikki daraja baland bolishini fikr qilib korganmisiz? Buning sababi ham osha konveksiyaga borib taqaladi. Shaharda qizigan asfalt yuzasidan iliq havo muntazam kotarilib turadi va uning orniga sovuqroq havo tushib, doimiy sirkulyatsion oqim hosil qiladi. Shu sababli, katta shaharlarda, ayniqsa, avtomobil harakati zich va jadal bolgan yirik megapolislarda oziga xos mahalliy mikroiqlim yuzaga keladi.

Umumlashtirish ornida shuni takidlaymizki, konveksiya moddaning harakati evaziga issiqlik uzatilishi jarayonini yuzaga keltiradigan jarayondir. Muayyan bir joyda issiqlikni oziga yigib olgan modda muhit boylab harakatlanib, issiqlikni ozi bilan tashib yuradi va nisbatan joyga borgach, u ozi tashib kelgan issiqlikni osha joydagi sovuqroq moddalarga, xususan, atrof muhitga uzatadi. Konveksiya va issiqlik otkazuvchanlikning bir-biridan tubdan farq qiladigan joyi aynan shunda. Yani, issiqlik otkazuvchanlikda issiqlikni uzatayotgan moddaning ozi joyidan qozgalmaydi; konveksiyada esa, issiqlikni modda ozi bilan tashib yuradi.

Nurlanish

Avvalgi ikki xil usuldagi issiqlik uzatilishidan tubdan farqli ravishda, nurlanish jarayonida issiqlik uzatilishida, moddaning ozi xoh u qattiq modda, xoh u suyuqlik yoki gaz bolsin, issiqlik uzatish ishiga mutlaqo aralashmaydi. Bu holatda, issiqlik almashinuvi borishiga bosh sabab Stefan-Botsman qonuniga kora, tabiatda, harorati mutlaq nol haroratdan yuqori bolgan har qanday jismning atrof-muhitga ozidan energiya taratishi boladi. Bunda nurlanish turi jismning haroratiga bogliq boladi. Buni kundalik turmushda ham oddiy misollar orqali kuzatish mumkin. Masalan, temirchi ishlov berayotgan metall qizish jarayonida avvaliga qizaradi, harorat ortgan sari u sargayib, zargaldoq tusga kiradi va oxiri deyarli oq ranggacha ozgaradi. Bu jismning harorati ortib borayotganidan dalolat beradi. Chunki, jism harorati qanchalik baland bolsa, u chiqarayotgan nurlanishlarning tolqin uzunligi shunchalik qisqa boladi. Nisbatan sovuq jismlar infraqizil nurlar diapazonida nurlanish taratadi va biz bu nurlarni kora olmaymiz, lekin, ularning issiqligini, harorat taftini his qilamiz. Eng qaynoq jismlarning ham rangini biz kora olmaymiz. Chunki, ular kozga korinmaydigan mikrotolqinlar diapazonida nurlanish taratadi.

Ehtimol, kozga korinmas nurlarning kashf etilishi borasida eng mashhur holatlardan biri bu kosmik nurlanishlardagi reliktiv mikrotolqinli fonning kashf etilishi bolgan bolsa kerak. Ushbu kashfiyot Ulkan Portlash haqidagi gipotezaning haqiqat ekanini tasdiqlovchi dalillardan biriga aylandi. Mohiyatan, ushbu fon Butun Koinot boylab uning har bir qismida, yani, Koinotning ozi tomonidan nurlantirilmoqda, chunki, Koinotning ozi toxtovsiz kengayib, borgan sari sovib boryapti va ozining avvalboshdagi favqulodda ulkan haroratini yoqotmoqda.


Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:

Feysbukda:https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Tvitterda:@OrbitaUz

Google+ :https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Telegramdagi kanalimiz:https://telegram.me/OrbitaUz



Yangilаndi: 01.04.2017 15:22  
Maqola yoqdimi? Do'stlaringizga ham tavsiya qiling:

Mulohaza bildiring:


Mahfiy kod
Yangilash

Banner

Orbita.Uz infotekasi

Milliy bayramlarimiz

Yaqin kunlardagi rasmiy bayramlar, kasb bayramlari, muhim tarixiy va xalqaro sanalar.

26 - Iyun - Iyd al-Fitr - Ramazon hayiti Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)


1 - Sentyabr - Mustaqillik kuni. (Dam olish kuni)


2 - Sentyabr - Iyd al-Adho - Qurbon Hayiti . (Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)

O'zbekiston shaharlari ob-havo ma'lumotlari

Orbita.Uz do'stlari:

Ziyo istagan qalblar uchun:

O'zbek tilidagi eng katta elektron kutubxona!

​Ўзбекча va o'zbekcha o'zaro transkripsiya!
O'zbekcha va ўзбекча ўзаро транскрипция!

Bizning statistika


Orbital latifalar :) :)

Kimyo darsida oqituvchi bolalarda sorayapti:

-Nodira senda eritma qanday rangda chiqdi?

-Qizil.

-Alo, bahoing 5.

Doston senda-chi?

-Pushti rangda.

-Yaxshi, bahoing 4.

-Boltavoy sendachi, eritma rangi qanaqa?

-Qora...

-Boltavoy bahoing ikki! Sinf!!! Partalar tagiga yotinglaaaaaar....


Birliklar Konvertori

Birlik / Kattalik turini tanlang:
Qiymatni kiriting:

Natijaviy qiymat:

© Orbita.uz

Kontent statistikasi

Foydalanuvchilar soni : 374
Kiritilgan mаqolalar soni : 764
O'qilgan sahifalar soni : 2574740

Tafakkur durdonalari

Ilm-Fan Taraqqiyotni yetaklovchi kuchdir!