Дулаан дамжуулалт гэж юу болох талаар ярилцъя. Энэ нэр томъёо нь бодис дахь энергийг шилжүүлэх үйл явцыг хэлнэ. Энэ нь дулааны тэгшитгэлээр тодорхойлогдсон нарийн төвөгтэй механизмаар тодорхойлогддог.
Дулаан дамжуулалтын төрөл
Дулаан дамжуулалтыг хэрхэн ангилдаг вэ? Дулаан дамжуулалт, конвекц, цацраг нь байгальд байдаг энерги дамжуулах гурван хэлбэр юм.
Тэд тус бүр өөрийн гэсэн онцлог, онцлог, технологид хэрэглэгдэхүүнтэй.
Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр
Дулааны хэмжээг молекулуудын кинетик энергийн нийлбэр гэж ойлгодог. Тэд мөргөлдөхдөө дулааныхаа нэг хэсгийг хүйтэн тоосонцор руу шилжүүлэх чадвартай байдаг. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь хатуу биетэд хамгийн их илэрдэг, шингэнд бага, харин хийн бодист тийм ч түгээмэл биш.
Хатуу биетүүд дулааныг нэг бүсээс нөгөөд шилжүүлэх чадварыг батлах жишээ болгон дараах туршилтыг авч үзье.
Хэрэв та ган утсан дээр металл товчлууруудыг засаж, дараа нь утасны төгсгөлийг шатаж буй сүнсний чийдэн рүү аваачвал товчлуурууд аажмаар унаж эхэлнэ. Халах үед молекулууд илүү хурдан, илүү олон удаа хөдөлж эхэлдэгбие биетэйгээ мөргөлдөх. Хүйтэн бүс нутагт эрчим хүч, дулаанаа өгдөг эдгээр хэсгүүд юм. Хэрэв шингэн болон хий нь дулааныг хангалттай хурдан гадагшлуулахгүй бол энэ нь халуун бүсэд температурын градиент огцом нэмэгдэхэд хүргэдэг.
Дулааны цацраг
Эрчим хүчний дамжуулалт ямар төрлийн дулаан дамжуулалт дагалддаг вэ гэсэн асуултад хариулахдаа энэ аргыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Цацрагийн дамжуулалт нь цахилгаан соронзон цацрагаар эрчим хүчийг шилжүүлэх явдал юм. Энэ хувилбар нь 4000 К-ийн температурт ажиглагдаж, дулаан дамжуулах тэгшитгэлээр тодорхойлогддог. Шингээлтийн коэффициент нь тодорхой хийн химийн найрлага, температур, нягтаас хамаарна.
Агаарын дулаан дамжуулалт нь тодорхой хязгаартай бөгөөд эрчим хүчний урсгал ихсэх тусам температурын градиент нэмэгдэж, шингээлтийн коэффициент нэмэгддэг. Температурын градиентийн утга адиабат градиентаас хэтэрсэний дараа конвекц үүснэ.
Дулаан дамжуулалт гэж юу вэ? Энэ нь шууд хүрэлцэх замаар эсвэл материалыг тусгаарлах хуваалтаар дамжуулан энергийг халуун объектоос хүйтэнд шилжүүлэх физик процесс юм.
Хэрэв нэг системийн биетүүд өөр өөр температуртай бол тэдгээрийн хооронд термодинамик тэнцвэр тогтох хүртэл энерги шилжих процесс явагдана.
Дулаан дамжуулах онцлог
Дулаан дамжуулалт гэж юу вэ? Энэ үзэгдлийн онцлог юу вэ? Та үүнийг бүрмөсөн зогсоож чадахгүй, зөвхөн та чаднахурдыг нь багасгах уу? Дулаан дамжуулалтыг байгаль, технологид ашигладаг уу? Энэ бол байгалийн олон үзэгдлийг дагалддаг дулаан дамжуулалт юм: гараг, оддын хувьсал, манай гаригийн гадаргуу дээрх цаг уурын үйл явц. Жишээлбэл, масс солилцооны хамт дулаан дамжуулах үйл явц нь ууршилтын хөргөлт, хатаах, тархалтыг шинжлэх боломжийг олгодог. Энэ нь дулааны энергийн хоёр тээвэрлэгчийн хооронд биетүүдийн хоорондох интерфэйсийн үүрэг гүйцэтгэдэг цул ханаар дамждаг.
Байгаль болон технологийн дулаан дамжуулалт нь термодинамик системийн шинж чанарыг шинжлэх, бие махбодийн төлөв байдлыг тодорхойлох арга юм.
Фурьегийн хууль
Дулаан алдалтын нийт хүч, температурын зөрүүг параллелепипедийн хөндлөн огтлолын хэмжээ, түүний урт, мөн дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй холбодог тул үүнийг дулаан дамжуулах хууль гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, вакуумын хувьд энэ үзүүлэлт бараг тэг байна. Энэ үзэгдлийн шалтгаан нь дулааныг зөөвөрлөх чадвартай вакуум дахь материалын хэсгүүдийн хамгийн бага концентраци юм. Энэ шинж чанарыг үл харгалзан вакуумд цацрагаар энерги дамжуулах хувилбар байдаг. Дулаан дамжуулагчийг термос дээр үндэслэн ашиглах талаар авч үзье. Тусгалын үйл явцыг нэмэгдүүлэхийн тулд түүний ханыг давхар хийдэг. Дулааны алдагдлыг багасгахын зэрэгцээ тэдгээрийн хооронд агаар шахагдана.
Конвекц
Дулаан дамжуулалт гэж юу вэ гэсэн асуултад хариулахдаа шингэн дэх дулаан дамжуулах процессыг авч үзье.эсвэл хийд аяндаа буюу албадан холих замаар. Албадан конвекцийн хувьд бодисын хөдөлгөөн нь гадны хүчний үйлчлэлээр үүсдэг: сэнсний ир, насос. Үүнтэй төстэй сонголтыг байгалийн конвекц үр дүнгүй тохиолдолд ашигладаг.
Тэгш бус халаалттай үед бодисын доод давхаргууд халсан тохиолдолд байгалийн үйл явц ажиглагддаг. Тэдний нягтрал буурч, дээшээ дээшилдэг. Дээд давхаргууд нь эсрэгээрээ хөргөж, хүндэрч, доошоо живдэг. Цаашилбал, үйл явц хэд хэдэн удаа давтагдах бөгөөд холих явцад эргэлтийн бүтцэд өөрөө зохион байгуулалт ажиглагдаж, конвекцийн эсүүдээс ердийн тор үүсдэг.
Байгалийн конвекцийн улмаас үүл үүсч, хур тунадас орж, тектоник хавтангууд хөдөлдөг. Наран дээр конвекцээр мөхлөгүүд үүсдэг.
Дулаан дамжуулалтыг зөв ашигласнаар хамгийн бага дулаан алдагдлыг, хамгийн их зарцуулалтыг хангана.
Конвекцийн мөн чанар
Конвекцийг тайлбарлахын тулд та Архимедийн хууль, мөн хатуу болон шингэний дулааны тэлэлт зэргийг ашиглаж болно. Температур нэмэгдэхийн хэрээр шингэний хэмжээ нэмэгдэж, нягт нь буурдаг. Архимедийн хүчний нөлөөн дор илүү хөнгөн (халасан) шингэн дээшээ чиглэж, хүйтэн (нягт) давхарга доошоо унаж, аажмаар дулаарна.
Дээрээс шингэнийг халаахад бүлээн шингэн нь анхны байрлалдаа үлддэг тул конвекц ажиглагдахгүй. Цикл ингэж ажилладагдулаан газраас хүйтэн газар руу энергийг шилжүүлэхэд дагалддаг шингэн. Хийнд конвекц ижил төстэй механизмын дагуу явагддаг.
Термодинамикийн үүднээс авч үзвэл конвекцийг дулаан дамжуулалтын хувилбар гэж үздэг бөгөөд дотоод энерги нь жигд бус халсан бодисын тусдаа урсгалаар дамждаг. Үүнтэй төстэй үзэгдэл байгальд болон өдөр тутмын амьдралд тохиолддог. Жишээлбэл, халаалтын радиаторыг шалнаас хамгийн бага өндөрт, цонхны тавцангийн ойролцоо суурилуулсан.
Хүйтэн агаар нь батарейгаар дулаарч, аажмаар дээшилж, цонхноос бууж буй хүйтэн агаарын масстай холилддог. Конвекц нь өрөөнд жигд температурыг бий болгоход хүргэдэг.
Агаар мандлын конвекцийн нийтлэг жишээнд салхи орно: муссон, сэвшээ салхи. Дэлхийн зарим хэлтэрхий дээр халж буй агаар нөгөө хэсэг дээр нь хөргөж, үүний үр дүнд эргэлдэж, чийг, энерги шилжинэ.
Байгалийн конвекцийн онцлог
Үүнд нэгэн зэрэг хэд хэдэн хүчин зүйл нөлөөлдөг. Жишээлбэл, байгалийн конвекцийн хурд нь дэлхийн өдөр тутмын хөдөлгөөн, далайн урсгал, гадаргын газрын гадаргууд нөлөөлдөг. Энэ нь конвекц нь галт уулын тогоо, утаа хоолойноос гарах, уулс үүсэх, янз бүрийн шувууд нисэх үндэс болдог.
дүгнэлтэнд
Дулааны цацраг нь дотоод энергийн нөлөөгөөр бодисоос ялгардаг тасралтгүй спектртэй цахилгаан соронзон процесс юм. Дулааны цацрагийн тооцоог хийхийн тулд ондФизик нь хар биетийн загварыг ашигладаг. Стефан-Больцманы хуулийг ашиглан дулааны цацрагийг тайлбарла. Ийм биеийн цацрагийн хүч нь биеийн гадаргуугийн талбай ба температуртай шууд пропорциональ бөгөөд үүнийг дөрөв дэх зэрэглэлд тооцдог.
Дулаан дамжуулалт нь жигд бус температурын тархалттай аливаа биед боломжтой. Энэ үзэгдлийн мөн чанар нь молекул, атомын кинетик энергийн өөрчлөлт бөгөөд биеийн температурыг тодорхойлдог. Зарим тохиолдолд дулаан дамжуулалтыг тодорхой бодисын дулаан дамжуулах тоон чадвар гэж үздэг.
Дулааны энергийн солилцооны томоохон үйл явц нь зөвхөн нарны цацрагийн нөлөөгөөр дэлхийн гадаргууг халаах замаар хязгаарлагдахгүй.
Дэлхийн агаар мандал дахь хүчтэй конвекцийн урсгал нь дэлхий даяар цаг агаарын өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог. Туйлын болон экваторын бүсүүдийн хоорондох агаар мандлын температурын зөрүүтэй үед конвекцийн урсгалууд үүсдэг: тийрэлтэт урсгал, худалдааны салхи, хүйтэн ба дулаан фронтууд.
Дэлхийн цөмөөс дулааныг гадаргуу руу шилжүүлэх нь галт уулын дэлбэрэлт, гейзер үүсэх шалтгаан болдог. Олон бүс нутагт газрын гүний дулааныг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх, орон сууц, үйлдвэрлэлийн байрыг халаахад ашигладаг.
Үйлдвэрлэлийн олон технологийн зайлшгүй оролцогч нь дулаан болдог. Жишээлбэл, металл боловсруулах, хайлуулах, хоол хүнс үйлдвэрлэх, газрын тос боловсруулах, хөдөлгүүр ажиллуулах - энэ бүхэн зөвхөн дулааны энерги байгаа нөхцөлд л хийгддэг.
