Këtu lexuesi do të gjejë informacione të përgjithshme se çfarë është transferimi i nxehtësisë dhe gjithashtu do të shqyrtojë në detaje fenomenin e transferimit të nxehtësisë rrezatuese, bindjen e tij ndaj ligjeve të caktuara, veçoritë e procesit, formulën e nxehtësisë, përdorimin i transferimit të nxehtësisë nga njeriu dhe rrjedhës së tij në natyrë.
Hyrja në shkëmbimin e nxehtësisë
Për të kuptuar thelbin e transferimit të nxehtësisë rrezatuese, së pari duhet të kuptoni thelbin e tij dhe të dini se çfarë është?
Transferimi i nxehtësisë është një ndryshim në indeksin e energjisë të llojit të brendshëm pa punë në objekt ose subjekt, si dhe pa punë të kryer nga trupi. Një proces i tillë vazhdon gjithmonë në një drejtim specifik, domethënë: nxehtësia kalon nga një trup me një indeks më të lartë të temperaturës në një trup me një indeks më të ulët. Me arritjen e barazimit të temperaturave ndërmjet trupave, procesi ndalet dhe kryhet me ndihmën e përcjelljes së nxehtësisë, konvekcionit dhe rrezatimit.
- Përçueshmëria termike është procesi i transferimit të energjisë së brendshme nga një fragment trupi në tjetrin ose midis trupave kur ata krijojnë kontakt.
- Konvekcioni është transferimi i nxehtësisë që rezulton ngatransferimi i energjisë së bashku me rrjedhat e lëngjeve ose gazit.
- Rrezatimi është me natyrë elektromagnetike, i emetuar për shkak të energjisë së brendshme të një substance që është në një gjendje të një temperature të caktuar.
Formula e nxehtësisë ju lejon të bëni llogaritjet për të përcaktuar sasinë e energjisë së transferuar, megjithatë, vlerat e matura varen nga natyra e procesit në vazhdim:
- Q=cmΔt=cm(t2 – t1) - ngrohje dhe ftohje;
- Q=mλ – kristalizimi dhe shkrirja;
- Q=mr - kondensimi i avullit, vlimi dhe avullimi;
- Q=mq – djegia e karburantit.
Marrëdhënia midis trupit dhe temperaturës
Për të kuptuar se çfarë është transferimi i nxehtësisë rrezatuese, duhet të dini ligjet bazë të fizikës për rrezatimin infra të kuq. Është e rëndësishme të mbani mend se çdo trup temperatura e të cilit është mbi zero në terma absolutë gjithmonë rrezaton energji termike. Ai shtrihet në spektrin infra të kuq të valëve të natyrës elektromagnetike.
Megjithatë, trupa të ndryshëm, që kanë të njëjtën temperaturë, do të kenë aftësi të ndryshme për të emetuar energji rrezatuese. Kjo karakteristikë do të varet nga faktorë të ndryshëm si: struktura e trupit, natyra, forma dhe gjendja e sipërfaqes. Natyra e rrezatimit elektromagnetik i referohet valës së dyfishtë korpuskulare. Fusha e tipit elektromagnetik ka karakter kuantik dhe kuantet e saj përfaqësohen nga fotone. Duke bashkëvepruar me atomet, fotonet absorbohen dhe transferojnë energjinë e tyre në elektrone, fotoni zhduket. Luhatja termike e eksponentit të energjisëatomi në një molekulë rritet. Me fjalë të tjera, energjia e rrezatuar shndërrohet në nxehtësi.
Energjia e rrezatuar konsiderohet si sasia kryesore dhe shënohet me shenjën W, e matur në xhaul (J). Fluksi i rrezatimit shpreh vlerën mesatare të fuqisë gjatë një periudhe kohore që është shumë më e madhe se periudhat e lëkundjeve (energjia e emetuar gjatë një njësie kohe). Njësia e emetuar nga rryma shprehet në xhaul për sekondë (J / s), vat (W) konsiderohet opsioni i pranuar përgjithësisht.
Hyrje në transferimin e nxehtësisë rrezatuese
Tani më shumë rreth fenomenit. Transferimi i nxehtësisë rrezatuese është shkëmbimi i nxehtësisë, procesi i transferimit të saj nga një trup në tjetrin, i cili ka një indeks të ndryshëm të temperaturës. Ndodh me ndihmën e rrezatimit infra të kuqe. Ai është elektromagnetik dhe shtrihet në rajonet e spektrave valorë të një natyre elektromagnetike. Gama e valëve shtrihet në rangun nga 0,77 deri në 340 μm. Gama nga 340 në 100 µm konsiderohen valë të gjata, 100 - 15 µm i përkasin diapazonit të valëve të mesme dhe gjatësitë e valëve të shkurtra nga 15 deri në 0,77 µm.
Pjesa e valëve të shkurtra të spektrit infra të kuqe është ngjitur me dritën e dukshme, dhe pjesët e valëve të gjata të valëve shkojnë në valën ultrashkurtër të radios. Rrezatimi infra i kuq karakterizohet nga përhapja drejtvizore, është në gjendje të thyhet, reflektojë dhe polarizohet. I aftë për të depërtuar në një sërë materialesh që janë të errët ndaj dritës së dukshme.
Me fjalë të tjera, transferimi i nxehtësisë rrezatuese mund të karakterizohet si transferimnxehtësia në formën e energjisë valore elektromagnetike, ndërsa procesi vazhdon ndërmjet sipërfaqeve që janë në proces të rrezatimit të ndërsjellë.
Indeksi i intensitetit përcaktohet nga rregullimi i ndërsjellë i sipërfaqeve, aftësitë emetuese dhe thithëse të trupave. Transferimi i nxehtësisë rrezatuese ndërmjet trupave ndryshon nga proceset e konvekcionit dhe përcjelljes së nxehtësisë në atë që nxehtësia mund të dërgohet përmes një vakumi. Ngjashmëria e këtij fenomeni me të tjerët është për shkak të transferimit të nxehtësisë ndërmjet trupave me indekse të ndryshme të temperaturës.
Fluksi i rrezatimit
Transferimi i nxehtësisë rrezatuese ndërmjet trupave ka një numër të caktuar fluksesh rrezatimi:
- Fluksi i brendshëm i rrezatimit - E, i cili varet nga indeksi i temperaturës T dhe karakteristikat optike të trupit.
- Rrjedhat e rrezatimit incident.
- Llojet e flukseve të rrezatimit të absorbuara, të reflektuara dhe të transmetuara. Në total, ato janë të barabarta me Epad.
Mjedisi në të cilin ndodh shkëmbimi i nxehtësisë mund të thithë rrezatimin dhe të prezantojë të vetin.
Shkëmbimi rrezatues i nxehtësisë ndërmjet një numri të caktuar trupash përshkruhet nga një fluks efektiv rrezatimi:
EEF=E+EOTR=E+(1-A)EFAD. Trupat, në çdo temperaturë, që kanë tregues L=1, R=0 dhe O=0, quhen "absolutisht i zi". Njeriu krijoi konceptin e "rrezatimit të zi". Ai korrespondon me treguesit e tij të temperaturës me ekuilibrin e trupit. Energjia e rrezatimit të emetuar llogaritet duke përdorur temperaturën e subjektit ose objektit, natyra e trupit nuk ndikon në këtë.
Ndjekja e ligjeveBoltzmann
Ludwig Boltzmann, i cili jetoi në territorin e Perandorisë Austriake në 1844-1906, krijoi ligjin Stefan-Boltzmann. Ishte ai që i lejoi një personi të kuptonte më mirë thelbin e shkëmbimit të nxehtësisë dhe të vepronte me informacion, duke e përmirësuar atë me kalimin e viteve. Merrni parasysh formulimin e tij.
Ligji Stefan-Boltzmann është një ligj integral që përshkruan disa tipare të trupave absolutisht të zinj. Kjo ju lejon të përcaktoni varësinë e densitetit të fuqisë së rrezatimit të një trupi të zi nga indeksi i tij i temperaturës.
Të bindemi ligjit
Ligjet e transferimit të nxehtësisë rrezatuese i binden ligjit Stefan-Boltzmann. Niveli i intensitetit të transferimit të nxehtësisë përmes përcjelljes së nxehtësisë dhe konvekcionit është proporcional me temperaturën. Energjia rrezatuese në fluksin e nxehtësisë është proporcionale me temperaturën me fuqinë e katërt. Duket kështu:
q=σ A (T14 – T2 4).
Në formulë, q është fluksi i nxehtësisë, A është sipërfaqja e trupit që rrezaton energji, T1 dhe T2 janë temperaturat që emetojnë trupat dhe mjedisi që thith këtë rrezatim.
Ligji i mësipërm i rrezatimit të nxehtësisë përshkruan saktësisht vetëm rrezatimin ideal të krijuar nga një trup absolutisht i zi (a.h.t.). Praktikisht nuk ka trupa të tillë në jetë. Megjithatë, sipërfaqet e zeza të sheshta i afrohen A. Ch. T. Rrezatimi nga trupat e lehtë është relativisht i dobët.
Ekziston një faktor emetues i futur për të marrë parasysh devijimin nga idealiteti i shumësasia e s.t. në përbërësin e duhur të shprehjes që shpjegon ligjin Stefan-Boltzmann. Indeksi i emetimit është i barabartë me një vlerë më të vogël se një. Një sipërfaqe e zezë e sheshtë mund ta sjellë këtë koeficient deri në 0,98, ndërsa një pasqyrë metalike nuk do të kalojë 0,05. Prandaj, përthithjet janë të larta për trupat e zinj dhe të ulëta për trupat spekularë.
Rreth trupit gri (s.t.)
Në transferimin e nxehtësisë, shpesh përmendet një term i tillë si një trup gri. Ky objekt është një trup që ka një koeficient absorbimi të llojit spektral të rrezatimit elektromagnetik më të vogël se një, i cili nuk bazohet në gjatësinë e valës (frekuencën).
Emetimi i nxehtësisë është i njëjtë sipas përbërjes spektrale të rrezatimit të një trupi të zi me të njëjtën temperaturë. Një trup gri ndryshon nga ai i zi nga një tregues më i ulët i përputhshmërisë së energjisë. Deri në nivelin e errësirës spektrale të s.t. gjatësia e valës nuk ndikohet. Në dritën e dukshme, bloza, qymyri dhe pluhuri i platinit (i zi) janë afër trupit gri.
Fushat e zbatimit të njohurive për transferimin e nxehtësisë
Emetimi i nxehtësisë po ndodh vazhdimisht rreth nesh. Në ambientet e banimit dhe zyrave, shpesh mund të gjeni ngrohës elektrikë që janë të përfshirë në rrezatim nxehtësie, dhe ne e shohim atë në formën e një shkëlqimi të kuqërremtë të një spirale - një nxehtësi e tillë i përket të dukshmes, ajo "qëndron" në skajin e spektri infra të kuq.
Ngrohja e dhomës, në fakt, është e përfshirë në një komponent të padukshëm të rrezatimit infra të kuq. Aplikohet pajisja e shikimit të natësnjë burim i rrezatimit të nxehtësisë dhe marrës të ndjeshëm ndaj rrezatimit infra të kuq, të cilët ju lejojnë të lundroni mirë në errësirë.
Energjia e Diellit
Dielli është me të drejtë emetuesi më i fuqishëm i energjisë së një natyre termike. Ai ngroh planetin tonë nga një distancë prej njëqind e pesëdhjetë milionë kilometrash. Intensiteti i rrezatimit diellor, i cili është regjistruar për shumë vite dhe nga stacione të ndryshme të vendosura në pjesë të ndryshme të tokës, korrespondon me afërsisht 1,37 W/m2.
Është energjia e diellit që është burimi i jetës në planetin Tokë. Aktualisht, shumë mendje janë të zëna duke u përpjekur të gjejnë mënyrën më efektive për ta përdorur atë. Tani ne njohim panele diellore që mund të ngrohin ndërtesat e banimit dhe të ofrojnë energji për nevojat e përditshme.
Në mbyllje
Si përmbledhur, lexuesi tani mund të përcaktojë transferimin e nxehtësisë rrezatuese. Përshkruani këtë fenomen në jetë dhe natyrë. Energjia rrezatuese është karakteristika kryesore e valës së energjisë së transmetuar në një fenomen të tillë, dhe formulat e listuara tregojnë se si të llogaritet ajo. Në pozicionin e përgjithshëm, vetë procesi i bindet ligjit Stefan-Boltzmann dhe mund të ketë tre forma, në varësi të natyrës së tij: fluksi i rrezatimit rënës, rrezatimi i llojit të tij dhe i reflektuar, i zhytur dhe i transmetuar.
