Fenomene termice 1

Teoria generală a căldurii este știință axiomatică, aceasta nu introduce ipoteze specifice și idei specifice despre structura materiei și natura fizică a căldurii. Concluziile sale sunt bazate pe principii comune, sau principii, sunt o generalizare a faptelor experimentale. Se consideră ca un fel de căldură a mișcării interne, dar nu încearcă să specifice ce fel de mișcare.

În aviație, o atenție deosebită se acordă două componente ale sale: expansiunea termică a solidelor și a fenomenului de transfer de căldură.

Semnificația procesului de schimb de căldură, atât în ​​natură și în domeniu este determinată de proprietățile corpurilor depind în mod esențial de temperatură, adică de la starea lor termică. Acestea din urmă, la rândul ei, este determinată de condițiile de transfer de căldură, care, prin urmare, au o influență critică asupra procesului de schimbare a stării substanțelor de agregare pentru o reacție chimică (de exemplu, de ardere), mecanice, eletroizolyatsionnye, proprietăți magnetice și alte tipuri de organisme.

Acestea sunt împrejurările și explică dezvoltarea rapidă a teoriei transferului de căldură în secolul XX și atenția excepțională acordată acesteia în fizica proceselor planetare, energie, inginerie chimică și o serie de alte ramuri ale științei și tehnologiei.

1. Concepte generale ale teoriei fenomenelor termice

Spre deosebire de energie mecanică, care poate fi schimbat doar prin operarea energiei interne poate varia atât datorită activității și la contactul cu organismele având o temperatură diferită, adică, în procesul de schimb de căldură. Energia transferată prin schimb de căldură (centralizator căldură) se numește cantitatea de căldură sau de căldură. Căldura este considerat pozitiv dacă sistemul este alimentat cu energie, și negativ în cazul contactului otdaet.Pri două corpuri cu temperaturi diferite, schimbul de energie de mișcare a particulelor structurale (molecule, atomi, electroni liberi), prin intensitatea mișcării corpului particulelor având o temperatură mai scăzută, crește, în timp ce intensitatea mișcării corpului particulelor la o temperatură mai mare scade. Ca urmare, unul dintre corpurile în contact este încălzit, celălalt se răcește. corp corpul fluxului energetic particulele transmise mai fierbinte particule mai reci, numite fluxul de căldură.

Astfel, pentru apariția fluxului termic, adică procesul de transfer de căldură între diferite zone ale unui spațiu umplut cu un mediu real, este necesar și suficient ca aceste zone au fost temperaturi inegale. Cu alte cuvinte, singura condiție este prezența de apariție a diferenței de temperatură de transfer de căldură între corpurile considerate. În acest caz, fluxul de căldură îndreptat spre temperaturi mai joase.

Subiectul teoriei proceselor de transfer de căldură sunt de transfer de căldură de la o parte și celălalt spațiu.

Odata cu caz considerat căldură direct în mediul real, care este o consecință a mișcării particulelor structurale are loc, de asemenea, prin transferul de căldură prin radiație (de exemplu, procedee în spațiu). Prin urmare, este necesar să se distingă prin schimbul de căldură

organismele de contact direct și căldura radiantă atunci când energia este transferată de la un organism la altul prin intermediul unor câmpuri electromagnetice.

În mediul real, propagarea căldurii, în cele din urmă, este întotdeauna în legătură cu mișcarea termică a particulelor structurale. Cu toate acestea, transferul direct al anumitor porțiuni ale căldurii de la o zonă la alta poate avea loc nu numai ca rezultat al particulelor de schimb de energie succesive de umplere a spațiului dintre aceste regiuni, dar, de asemenea, ca urmare a deplasării constând dintr-un număr mare de molecule de volum mediu.

Procesul de propagare a căldurii datorită mișcării doar particule structurale numite tepoprovodnostyu. un proces de transfer de căldură cauzată de mișcări ale volumelor molare ale mediului, - convectie.

Astfel, există trei metode de transfer de căldură: conductivitate termică (conductivitate), agitarea (convecție) și radiație (radiație). In procesele reale toate metoda de schimb trei căldură, în general, merg împreună și parțial din cauza transportului de masă (difuzie), adică Acesta deține căldură complex și transfer de masă.

Teoria de calcul transfer de căldură complicat de transfer de căldură se realizează prin metode oboschat radiație separată a fiecăreia dintre cele trei moduri principale de transfer de căldură. Prin urmare, metoda principală a teoriei de transfer de căldură este complexă diviziune a schimbului de căldură în componentele sale prin procedeul (mecanismul) și transferul de căldură prin radiație a acestor componente prin metode fizicii matematice și experiență științifică.

Atunci când se analizează schimbul de căldură complex cu diferite un puternic temperatură domenii de spațiu și timp pot apărea probleme care nu pot fi reduse la modelele cu procesele quasiautonomous de schimb de căldură directă. În aceste cazuri, conceptul de coeficienți de transfer de căldură și de transfer de căldură sunt în general lipsite de o semnificație clară. setarea dorită

sarcini într-o formă suficient de generale care descriu modul în care mecanismele de transfer de căldură în elementele individuale ale sistemului. Și interacțiunile lor la interfețele organismelor și fază. Astfel de probleme sunt numite conjugat, iar o atenție specială, ca regulă, condiții specifice referitoare la limite foarte individualizate. Totalul producției lor se bazează întotdeauna pe ecuația de bază.

Practic majoritatea proceselor din cadrul teoriei transferului de căldură considerare, interacțiunea continuă solide și lichide în zone ale căror dimensiuni sunt extrem de mari în comparație cu calea medie liberă a particulelor structurale (atomi, molecule). Astfel, un volum de gaz egal cu 10 -3 mm 3 la o presiune de 9,8 x 10 4 Pa ​​și o temperatură de 273 K conține aproximativ 16 molecule octombrie. concepte Prin urmare, statistice, cum ar fi temperatura, presiunea, căldura specifică, vâscozitatea etc. Ele pot fi atribuite chiar și într-un astfel de mic elemente de sistem care punct de vedere fizico-matematice, pot fi luate în considerare în acest caz, ca și diferențele din volumul său.

Aceasta înseamnă că cele mai multe dintre problemele de transfer termic lichid și mediu solid este un sistem considerat ca fiind continuu. Trebuie să facem o excepție doar pentru interacțiunea organismelor cu gaz foarte rarefiat, atunci când mărimea corpului devine comparabilă cu lungimea căii libere a moleculelor.

extinderea 2.TEPLOVOE organismelor

experimente simple și observații ne convinge că o creștere a dimensiunii crește temperatura corpului ușor și pentru răcire - redusă la aceeași valoare. Când este încălzit lungimea corpului a crescut notonly, dar alte dimensiuni liniare. Schimbarea dimensiunilor liniare ale corpului prin încălzire se numește dilatare termică. Creșterea dimensiunilor liniare însoțite de creșterea organismelor de volum (corpuri de expansiune volumetrică).