Физични процеси, свързани с пренос и обмен на топлина

12. Физични процеси, свърза ни с пренос и обмен на топлина Топлообменът протича между тела или части на едно тяло, нагрети до различна температура. Извършва се по три начина: чрез конвекция – топлообмен във флуиди или между флуид и твърдо тяло, който се извършва чре з разместване на части от флуида с различна температура чрез топлопроводност – топлината се предава чрез удари между молекулите на телата, при което по-бързите молекули ( от по-нагрятото тяло или от по-нагрятата част на едно и също тяло ) ускоряват по-бавните и обратно чрез излъчване – топлинно излъчване на електромагнитно лъчение Топлопроводимост Топлопроводимост е свойство на материята да пренася топлина. Обратното свойство - да възпрепятства пренос ът на топлина се нарича термично съпротивление . Преносът на топлина се извършва от областта с по-висока към областта с по-ниска температура чрез кинетичната енергия на атомите и затова плътните материали са по-добри проводници. Частиците на твърдото тяло могат да предават една на друга топлинна енергия при топлинните си трептения, което се явява топлообмен чрез топлопроводност. Металите са добри топлопроводници поради наличието на квазисвободни електрони. Електроните повишават кинетичната си енергия при поглъщане на топлина от метала. Те пренасят енергия в метала и така топлообменът е много ефективен. Изолаторите са лоши топлопроводници. К онвекция Конвекцията е топлообмен чрез преместване на флуида. По-топлите части на флуида са с по-малка плътност от по-студените части на същия флуид и затова ще се преместват нагоре, а по-студените – надолу. Закон на Нютон за конвекцията: топлинният поток Q при конвекцията е пропорционален на площта S на обекта и температурната разлика ∆ T : Q=S. ∆ T. h ( h е коефициент на пропорционалност ) . Конвекцията бива два вида: естествена и принудена Естествена конвекция – тя се осъществява без допълнителни устройства, които да създават поток ; може да се осъществи между твърдо тяло и флуид или между слоеве на един и същ флуид Принудена конвекция – ако придвижването на флуида става по механичен начин, напр. чрез помпа, поради гравитация или вентилатор, то конвекцията е принудена Т оплинно излъчване – о сновни величини и закони Всички нагрети тела излъчват електромагнитно лъчение, което се нарича топлинно, поради енергетични преходи на възбудените частици на веществото, които са възбудени от поглъщането на количество топлина. Излъчвателна способност – енергията, която се излъчва за единица време през единица площ. Абсорбция – коефициент на поглъщане ; представлява отношението на погълнатия лъчист поток към падащия лъчист поток ; приема стойности между 0 и 1 Абсолютно черно тяло – тяло, което поглъща абсолютно всички лъчения с всякакви дължини на вълната, които падат върху него. Такива тела на практика не съществуват, но могат да се създадат модели на абсолютно черно тяло, които да са много близки до тази