17-Maruza. Issiqlik uzatish; issiqlik oʹtkazuvchanlik. Issiqlik uzatish; konvektsiya. Issiqlik uzatish; nurlanish. Reja

(Ilmiy rasmlar kutubxonasiG`
Tadqiqotchilar surati, Inc.)



9 misol. Quyoshning nurlanishi
(a) Quyosh sirti chiqarayotgan nurlanish 500 nm to’lqin uzunligida maksimal energiyaga ega. Agar Quyoshni absolyut qora deb xisoblasak, uning sirti temperaturasi qanday bo’ladi? (b) Xona temperaturasida qora jism sirti temperaturasini xisoblang.


Tasvirlash. Sirt temperaturasi va to’lqin uzunlik maksimal energiyada bir- biri bilan ko’rinishda bog’liqdir (14- tenglama).
yechish:
(a) Biz λ_max va Vinning siljish qonunidan foydalanib T ni topishimiz mumkin:
bundan


(b) 300 K temperaturada Vinning siljish qonunidan foydalanib, λ_max ni topamiz:

Tekshirish.
(b) bosqichdagi λ_max ning qiymati 500 nm (Quyosh uchun λ_max ning qiymatidan) dan 19 marta katta, (a) bosqichda xisoblangan Quyosh sirtining 5800 K ga teng temperaturasi (b) bosqichdagi ob`ekt sirtining 300K ga teng temperaturasidan 19 marta kattadir. Vinning qonuni λ_max ning temperaturaga teskari proportsionalligini ko’rsatadi, shuning uchun xisoblash natijalari kutilganidekdir.


Kelgusida. Ko’rish spektrida Quyoshning eng katta to’lqin uzunligi. Qora jismning nurlanish spektri Quyoshning nurlanish spektrini yetarlicha yaxshi ifoda etar ekan, Quyosh haqiqatda qora jismga yaxshi misol bo’la oladi. 300 K temperaturada ko’zga ko’rinuvchi to’lqin uzunligidan ko’ra spektrning infraqizil sohasidagi to’lqin uzunliklar spektrlari piklari ancha katta. Bizning ko’zimiz uchun qora ko’rinmagan sirtlar infraqizil nurlanish va yutilish uchun qora sifatida ta`sir etadi. Inson tanasi terisi barcha infraqizil nurlanishni yutishi eksperimental tarzda isbot etilgan; nurlanish jarayoni uchun terining nurlanish qobiliyati 1,0 ga teng.
10 misol. Inson terisining nurlanishi


20 ⁰C li xonada inson uchun kuzatilgan umumiy issiqlik sarfi aniqlansin bunda inson sirti yuzasi 1,4 m² va temperaturasi 33 ⁰C (306 K) bo’lgan qora jism deb qaraylik
( inson terisi sirti temperaturasi terining issiqlikka qarshiligi tufayli ichki temperaturasi 37 ⁰C dan bir muncha kichikdir).


Tasavvur.
e=1, T=306 K va T₀=293 K bo’lganida ni qo’llab, nurlanish va yutilish quvvati topilsin.


yechish:
O’ng tomondagi ustunni berkitib turib, o’zingiz javob berishga harakat qiling.

Savol E=1, T=306 K va T0=293 K bo’lganida ni toping

Javob

Tekshirish.
Umumiy issiqlik sarfi 0,11 kVt bo’lib, bu 2300 kkal/kun ga ekvivalentdir.


Kelgusida.
Energiyaning bunday katta sarfi 120 Vt li quvvatga taxminan tengdir. Biz bunday sarfni oldini olish uchun o’zimizni past issiqlik o’tkazuvchanlikli bo’lishi bilan tashqaridagi xavo temperaturasidan ancha past temperaturaga ega bo’la oladigan kiyimimiz bilan ximoyalaymiz. Shuning uchun issiqlik nurlanishi darajasi ancha past bo’ladi.


Jism temperaturasi T atrof temperaturasi T₀ dan unchalik farq qilmasa nurlanayotgan jism temperaturasi N yutonning sovutish qonuniga bo’ysunadi. Biz buni 20-20 tenglamani yozib ko’rishimiz mumkin

T-T₀ kichik bo’lsa, natijalari uncha farq qilmaydigan ikki yig’indi T ni T₀ bilan almashtirish mumkin



Nurlanishning umumiy quvvati N yutonning sovutish qonuniga mos xolda temperaturalar farqiga proportsionaldir. Bu natija yana differentsial yaqinlashish yordamida ham olinishi mumkin:

bu yerda . Temperaturalar farqi T-T₀ uncha katta bo’lmaganida biz

ga ega bo’lamiz.

Glosariy

Conduction	Issiqlik o’tkazuvchanlik	Molekulalar to’qnashuvi natijasi bo’lib, bunda tezroq molekulalar sekinroq molekulalarga energiya uzatadi
Thermal conductivity	Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti	Moddaning o’zining xossalarini xarakterlovchi proportsionallik koeffitsienti
Thermal conductors	Yaxshi issiqlik o’tkazgich	Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti qiymati katta bo’lgan moddalar
Thermal insulators	Issiqlik izolyatorlari	Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti kichik bo’lgan, issiqlikni yomon o’tkazuvchi moddalar
Convection	Konvektsiya	Ko’p sonli molekulalarning bir joydan ikkinchisiga ko’chishi evaziga issiqlikning ko’chish jarayni
Forced convection	Majburiy konvektsiya	Qizdirilgan havoni xaydaydigan qurilmasi bor isitgich yordamidagi jarayon
Natural convection	Tabiiy konvektsiya	Isigan havoning yuqoriga ko’tarilishi
Radiation	Nurlanish	Quyoshdan yerga bo’shliq orqali faqatgina issiqlik almashinuvi evaziga uzatiladigan energiya
Emissivity	Nurlatish qobiliyati	0 dan 1 gacha oraliqda bo’lgan o’lchamsiz kattalik bo’lib, moddaning o’zining xossalarini xarakterlaydi.