ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поле температур и поле тепловых потоков из "Основы теории теплообмена Изд.2 " В математической физике совокупность мгновенных значений некоторой величины во всех точках рассматриваемого пространства называют полем этой величины. Если величина — скаляр, то поле является скалярным. Если величина — вектор, то и поле векторное. Скалярное поле дает мгновенное распределение численного значения данной величины в рассматриваемой области. Векторное поле дает мгновенное распределение векторов, т. е. показывает распределение как мгновенных значений данного вектора, так и его направлений в различных точках рассматриваемой области. [c.9] Из изложенного в п. 1 ясно, что основным объектом теории теплообмена является связь между распределением температур и тепловым потоком. [c.9] Температура является скалярной величиной и ей нельзя приписать какого-либо направления. Тепловой поток, напротив, имеет вполне определенное направление, а именно от точек пространства с более высокой температурой к точкам с более низкой температурой. Таким образом, тепловой поток можно рассматривать как вектор, направленный в сторону уменьшения температур. Следовательно, поле температур является скалярным, а поле тепловых потоков векторным. [c.9] Возникает вопрос, как установить связь, пока хотя бы качественную, между этими различными полями. Выше было указано, что возникновение теплового потока связано не с абсолютным значением температуры тела, а с наличием разности температур в различных его точках. Но разности температур можно приписать вполне определенное направление, а именно если соединить прямой две точки тела, то разность между их температурами можно считать положительной в направлении более высоких температур и отрицательной в направлении более низких температур. [c.9] Соединим сплошными линиями все точки некоторого плоского сечения тела, имеющие в данный момент времени одинаковую температуру. В трехмерном пространстве эти линии равных температур, или изотермы, перейдут в соответствующие изотермические поверхности. Такое пространственное геометрическое место точек, в которых рассматриваемая физическая величина имеет одинаковое значение, называется поверхностью уровня. Очевидно, что поверхности уровня и, в частности, интересуюпще нас изотермические поверхности, никогда не пересекаются друг с другом, ибо в данной точке пространства в данный момент времени возможно только одно значение данной физической величины. [c.9] Величина имеет направление, т. е. является вектором. Этот вектор направлен в сторону возрастания температур. [c.10] Таким образом, скалярному полю температур соответствует векторное поле температурных градиентов, а условие возникновения теплового потока можно формулировать как условие неравенства нулю величины grad . [c.10] Соответственно этому тепловой поток не может быть направлен по касательной к изотермической поверхности, а должен быть направлен по линии температурного градиента, но в обратную сторону, т. е. в сторону понижающихся температур. [c.10] Вернуться к основной статье