Šeit lasītājs atradīs vispārīgu informāciju par tošāda siltuma pārnese un siltuma izstarojuma parādība, tās pakļaušanās noteiktiem likumiem, procesa iezīmēm, siltuma formula, siltuma pārneses izmantošana cilvēkiem un tās parādīšanās dabā tiks sīki izpētīta.
Stāšanās siltuma pārnesē
Lai saprastu izstarojošās siltuma pārneses būtību, vispirms ir jāsaprot tās būtība un jāzina, kas tā ir?
Теплообмен – это изменение показателя энергии iekšējais tips, neveicot darbu pie objekta vai priekšmeta, kā arī neveicot darbu ar ķermeni. Šāds process vienmēr notiek noteiktā virzienā, proti: siltuma pārnešana no ķermeņa ar lielu temperatūras indeksu uz ķermeni ar zemāku. Sasniedzot temperatūras izlīdzinājumu starp ķermeņiem, process apstājas, un tas tiek veikts, izmantojot siltuma vadīšanu, konvekciju un starojumu.
- Siltumvadītspēja ir iekšējā tipa enerģijas pārnešanas process no viena ķermeņa fragmenta uz otru vai starp ķermeņiem, kad tie kontaktējas.
- Konvekcija ir siltuma pārnese, kas rodas enerģijas pārneses rezultātā kopā ar šķidruma vai gāzes plūsmām.
- Apstarojumam ir elektromagnētisks raksturs, ko izstaro vielas iekšējās enerģijas dēļ, kas atrodas noteiktas temperatūras stāvoklī.
Siltuma formula ļauj veikt aprēķinus, lai noteiktu nodotās enerģijas daudzumu, tomēr izmērītās vērtības ir atkarīgas no procesa rakstura:
- Q = cmΔt = cm (t2 - t1) - sildīšana un dzesēšana;
- Q = mλ - kristalizācija un kausēšana;
- Q = mr - kondensācija tvaikā, viršana un iztvaikošana;
- Q = mq - degvielas sadegšana.
Ķermeņa un temperatūras saistība
Lai saprastu, kas ir siltuma izstarošana,jums jāzina fizikas likumu pamati par infrasarkano starojumu. Ir svarīgi atcerēties, ka jebkurš ķermenis, kura temperatūra ir virs nulles absolūtā atzīmē, vienmēr izstaro siltumenerģiju. Tas atrodas elektromagnētiskā viļņa infrasarkanajā spektrā.
Lai cik dažādas struktūras būtu vienādastemperatūras indikatoram būs atšķirīga spēja izstarot starojošu enerģiju. Šī īpašība būs atkarīga no dažādiem faktoriem, piemēram: ķermeņa uzbūves, rakstura, formas un virsmas stāvokļa. Elektromagnētiskā starojuma raksturs attiecas uz duālo, daļiņu vilni. Elektromagnētiskajam laukam ir kvantu raksturs, un tā kvantus attēlo fotoni. Mijiedarbojoties ar atomiem, fotoni tiek absorbēti un nodod savu enerģijas piegādi elektroniem, fotons pazūd. Palielinās molekulu atoma termiskās vibrācijas enerģija. Citiem vārdiem sakot, izstarotā enerģija pārvēršas siltumā.
Izstarotā enerģija tiek uzskatīta par galveno daudzumu unapzīmēts ar zīmi W, ko mēra ar džouliem (J). Apstarojuma plūsmā vidējā jaudas vērtība noteiktā laika posmā ir daudz lielāka nekā svārstību periodos (laika vienībā izstarotā enerģija). Plūsmas izstarotā vienība ir izteikta džoulos, dalot ar otro (J / s), vati (W) tiek uzskatīti par vispārpieņemtu variantu.
Iepazīstinām ar Radiant Heat Transfer
Tagad vairāk par parādību.Starojuma siltuma pārnese ir siltuma apmaiņa, tās pārnešanas process no viena ķermeņa uz otru, kam ir atšķirīgs temperatūras indikators. Notiek, izmantojot infrasarkano starojumu. Tas ir elektromagnētisks un atrodas elektromagnētiska rakstura viļņu spektrālajos apgabalos. Viļņa garuma diapazons ir no 0,77 līdz 340 mikroniem. Par gariem viļņu garumiem tiek uzskatīti diapazoni no 340 līdz 100 mikroniem, vidēja viļņa diapazons ir 100-15 mikroni, un no 15 līdz 0,77 mikroni ir īsviļņu garumi.
Īss viļņu infrasarkanaisblakus redzamajai gaismai, un viļņu garās viļņu sekcijas iet ultraīsku radioviļņu reģionā. Infrasarkanajam starojumam ir raksturīga taisna izplatība, tas spēj refrakcijas, reflektēšanas un polarizācijas dēļ. Tas spēj iekļūt caur materiālu sarakstu, kas ir necaurspīdīgs pret redzamo starojumu.
Citiem vārdiem sakot, siltuma izstarošana varraksturots kā siltuma pārnese elektromagnētisko viļņu enerģijas veidā, process notiek starp virsmām savstarpējā starojuma procesā.
Показатель интенсивности определяется взаимным virsmu atrašanās vieta, ķermeņu emisijas un absorbcijas spējas. Starojuma siltuma pārnese starp ķermeņiem atšķiras no konvekcijas un siltumu vadošajiem procesiem ar to, ka siltumu var pārvadīt vakuumā. Šīs parādības līdzība ar citiem ir saistīta ar siltuma pārnesi starp ķermeņiem ar dažādiem temperatūras indikatoriem.
Radiācijas plūsma
Starojuma siltuma pārnesei starp ķermeņiem ir noteikts radiācijas plūsmu skaits:
- Radiācijas plūsma sava veida - E, kas ir atkarīga no temperatūras T un ķermeņa optiskajām īpašībām.
- Gadījuma starojuma plūsmas.
- Absorbētie, atstarotie un pārraidītie radiācijas plūsmu veidi. Kopumā tie ir vienādi ar Epakete.
Vide, kurā notiek siltuma apmaiņa, var absorbēt starojumu un ieviest savu.
Starojuma siltuma pārnesi starp vairākiem ķermeņiem raksturo efektīvā starojuma plūsma:
EEF= E + EOTP= E + (1-A) EPAKETE.
Ķermeņi jebkuras temperatūras apstākļos arrādītājus L = 1, R = 0 un O = 0, sauc par "absolūti melniem". Cilvēks radīja jēdzienu "melnais starojums". Tas atbilst temperatūras rādītājiem ķermeņa līdzsvaram. Izstaroto starojuma enerģiju aprēķina, izmantojot subjekta vai objekta temperatūru, ķermeņa daba netiek ietekmēta.
Ievērojot Boltzmana likumus
Ludvigs Boltmans, kurš dzīvoja austrijāimpērija 1844.-1906. gadā izveidoja Stefana-Boltmana likumu. Tas bija tas, kurš ļāva cilvēkam labāk izprast siltuma apmaiņas būtību un darboties ar informāciju, gadu gaitā to pilnveidojot. Apsvērsim tā formulējumu.
Stefana-Boltmana likums ir integrāļa likumsraksturs, aprakstot dažas absolūti melno ķermeņu iezīmes. Tas ļauj noteikt absolūti melna ķermeņa starojuma jaudas blīvuma atkarību no tā temperatūras.
Pakļaušanās likumam
Staru siltuma pārneses likumi ievēro likumusStefans-Boltmans. Siltuma pārneses intensitātes līmenis caur vadīšanu un konvekciju ir proporcionāls temperatūrai. Starojuma enerģija siltuma plūsmā ir proporcionāla temperatūras indeksam pret ceturto jaudu. Tas izskatās šādi:
q = σ A (T14 - T.24)
Formulā q ir siltuma plūsma, A ir ķermeņa virsmas laukums, kas izstaro enerģiju, T1 un T.2 - izstarojošo ķermeņu un vides temperatūras vērtība, kas absorbē šo starojumu.
Iepriekš minētais siltuma starojuma likums ir precīziapraksta tikai ideālo starojumu, ko rada absolūti melns ķermenis (a.h.t.). Dzīvē šādu ķermeņu praktiski nav. Tomēr plakanas melnas virsmas tuvojas atomu daļiņām. Gaismas ķermeņu starojums ir samērā vājš.
Ir izstarojamība,ieviesa, lai ņemtu vērā novirzi no ideālitātes daudziem s.t. Stefana-Boltzmana likumu izskaidrojošās izteiksmes labās puses komponentā. Emisijas indekss ir mazāks par vienu. Plakana melna virsma var novest šo koeficientu līdz 0,98, un metāla spogulis nepārsniegs 0,05. Līdz ar to radiācijas absorbcijas spēja ir augsta melniem ķermeņiem un maza spoguļu ķermeņiem.
Par pelēko ķermeni (s.t.)
Siltuma apmaiņā, piemēramtermins kā pelēks ķermenis. Šis objekts ir ķermenis, kura elektromagnētiskā starojuma spektra absorbcijas koeficients ir mazāks par vienu, un kura pamatā nav viļņa garums (frekvence).
Siltuma starojums ir vienādssaskaņā ar melnā ķermeņa starojuma spektrālo sastāvu ar tādu pašu temperatūru. Pelēkais korpuss no melnā atšķiras ar zemāku enerģijas saderības rādītāju. Spektrālajam melnuma līmenim s.t. viļņa garums netiek ietekmēts. Redzamā gaismā kvēpi, ogles un platīna pulveris (melns) ir tuvu pelēkajam ķermenim.
Siltuma pārneses zināšanu pielietošana
Ap mums nepārtraukti notiek siltuma starojums.Dzīvojamās un biroju ēkās bieži var atrast elektriskos sildītājus, kas rada siltumu, un mēs to redzam kā spirālveida sarkanīgu spīdumu - šāds siltums acīmredzot ir saistīts, tas "stāv" infrasarkanā spektra malā.
Patiesībā tas nodarbojas ar telpas apsildīšanuneredzams infrasarkanā starojuma savienojums. Nakts redzamības ierīcē tiek izmantots siltuma starojuma avots un uztvērēji, kas ir jutīgi pret infrasarkano starojumu, kas ļauj labi orientēties tumsā.
Saules enerģija
Saule pamatoti ir visspēcīgākā izstarotājasiltuma dabas enerģija. Tas silda mūsu planētu no simt piecdesmit miljonu kilometru attāluma. Saules starojuma intensitātes indekss, kas reģistrēts gadu gaitā un ko veic dažādas stacijas, kas atrodas dažādās zemes daļās, atbilst aptuveni 1,37 W / m2.
Tieši saules enerģija ir dzīvības avotsUz Zemes. Daudzi prāti tagad cenšas atrast visefektīvāko veidu, kā to izmantot. Tagad mēs zinām saules paneļus, kas var sildīt dzīvojamās ēkas un saņemt enerģiju ikdienas vajadzībām.
Noslēgumā
Apkopojot, tagad lasītājs var dotizstarojošās siltuma pārneses definīcija. Aprakstiet šo parādību dzīvē un dabā. Radiācijas enerģija šādā parādībā ir galvenā pārraidītā enerģijas viļņa īpašība, un iepriekš minētās formulas parāda, kā to aprēķināt. Kopumā pats process pakļaujas Stefana-Boltzmana likumam, un atkarībā no tā veida tam var būt trīs formas: krītošā starojuma plūsma, sava veida starojums, atstarots, absorbēts un pārraidīts.
