Теплопередача
Posted by admin on 28 Авг 2008 | Tagged as: Основы физики
Каждое тело, которое теплее окружающей среды, является для этой среды источником тепла. Передача тепла происходит благодаря тепловому излучению, теплоотведению (конвекции) или теплопроводности.
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Тепловые лучи ведут себя так же, как лучи света. Они переносят тепловую энергию какизлучение, также через вакуумное пространство, и отдают эту энергию при столкновении первому же телу . При этом энергия излучения превращается в тепловое движение молекул. Способность поглощать тепловое излучение для различных тел зависит в основном от качества поверхности. Тело с темной и шершавой поверхностью поглощает большую часть падающего теплового излучения и благодаря этому сильнее нагревается, чем светлые и гладкие тела, которые отражают значительную часть падающего излучения. В качестве примера можно привести поглощение тепла черной крышей автомобиля или дома или черной одеждой при падении на нее солнечных лучей. Наоборот, темные тела излучают тепло быстрее, чем светлые, например батарея. В технике тепловое излучение применяется, например, для отопления помещения, отверждения клеев и лаков.
КОНВЕКЦИЯ
В противоположность тепловому излучению конвекция возможна только в газах и жидкостях. Если эти газы, например воздух, или жидкость, например вода, нагреваются в системе отопления, то они расширяются. Благодаря своей более низ-кой плотности они легче и поднимаются вверх, в то время как холодные и тяжелые газы или жидкости поступают на их место. Образуется газовой поток или круговорот жидкости, который отводит тепло из источника тепла и вновь отдает менее нагретому материалу или веществу, как кирпичная кладка, бетон, воздух и т.д. Примером является циркуляция воздуха в радиаторах и гравитационная система отопления теплой водой (рис. 14.95).
Конвекция происходит также на поверхностях строительных конструкций или в воздушной прослойке с ограничивающими поверхностями различной температуры, например в оконных стекло-пакетах.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
При теплопроводности выравнивание температуры происходит благодаря передаче тепла в веществе от молекулы к молекуле, без обмена молекул местами. Тепло передается как энергия колебаний от расположенных ближе к источнику тепла молекул, которые колеблются интенсивно, к соседним молекулам, которые колеблются слабее, благодаря процессам столкновения .
Хорошим проводником тепла являются твердые вещества с высокой плотностью, особенно металлы. Плохими проводниками тепла являются древесина, искусственные материалы, пористью строительные материалы. Также жидкости и особенно газы плохо проводят тепло в том случае, когда конвекция ограничена.
Теплопроводность веществ тем меньше,
- чем меньше их плотность,
- чем пористее вещество,
- чем меньше поры,
- чем ниже их влажность.