Теплопередача и тепловое равновесие

А. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА И ТЕПЛОВОЕ РАВНОВЕСИЕ [c.559]

При температуре ниже дебаевской следует учитывать другие механизмы переноса, в частности перенос фононами, вклад которых до сих пор не рассматривался. Фононы обеспечивают теплопередачу в неметаллических веществах, где нет газа свободных электронов. В металлах и сплавах при низких температурах вклад фононов в теплопроводность оказывается заметным. Возникает поток фононов, взаимодействующих с другими фононами, электронами и атомами примесей, причем каждому такому акту соответствует своя длина свободного пробега. При высоких температурах средняя длина свободного пробега при электрон-фононном взаимодействии значительно больше, чем при фонон-фононном. Таким образом, по отношению к электронам решетка находится во внутреннем тепловом равновесии и рассмотренная выше термо-э.д.с. диффузионного происхождения оказывается основной. При низких температурах длина свобод- [c.272]

Следует обратить внимание на то, что скорость процесса, какой бы малой она ни была, сама по себе не является еще признаком его равновесности. Любой квазистатический процесс должен быть таковым на всех стадиях и, следовательно, должен начинаться с равновесного состояния системы. Например, процесс теплопередачи между телами с разными температурами, несмотря на то, что его можно сделать сколь угодно медленным, не может быть квазистатическим, поскольку условием теплового равновесия служит равенство температур. Исходное [c.39]

Из повседневного опыта каждый знает, что бывают тела горячие и холодные. При контакте двух тел, из которых одно мы воспринимаем как горячее, а другое — как холодное, происходят изменения физических параметров как первого, так и второго тела. Например, твердые и жидкие тела обычно при нагревании расширяются. Через некоторое время после установления контакта между телами изменения макроскопических параметров тел прекращаются. Такое состояние тел называется тепловым равновесием. Физический параметр, одинаковый во всех частях системы тел, находящихся в состоянии теплового равновесия, называется температурой тела. Если при контакте двух тел никакие их физические параметры, например объем, давление, не изменяются, то между телами нет теплопередачи и температура тел одинакова. [c.76]

В устройстве жидкостного термометра используется свойство расширения жидкостей при нагревании. В качестве рабочего тела обычно применяется ртуть, спирт, глицерин. Чтобы измерить температуру тела, термометр приводят в контакт с этим телом между телом и термометром будет осуществляться теплопередача до установления теплового равновесия. Масса термометра [c.76]

Теорией теплопередачи, или теплообмена, называется учение о процессах распространения теплоты в пространстве с неоднородным полем температур. В процессе теплового взаимодействия между телами теплота переходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. При отсутствии разности температур процесс теплообмена прекращается и наступает тепловое равновесие. [c.148]

Для наглядности дальнейших рассуждений воспользуемся графическим построением, показанным на рис. 4-11, где в выбранной системе координат изображены экспоненты тепловыделения — F (/) при различных значениях приложенного напряжения и прямая теплопередачи Рт = Ф (О- При значении приложенного напряжения Ux прямая теплопередачи является секущей кривой тепловыделения, а следовательно, диэлектрик нагреется до температуры при которой наступит состояние устойчивого теплового равновесия, так как мощность тепловыделения равна мощности, отводимой от образца. Если бы по каким-то причинам температура хотя бы немного превысила значение то ординаты отводимой мощности были бы больше ординат тепловыделения и образец самопроизвольно должен был бы возвратиться в устойчивое состояние при температуре (Считаем, что никаких внешних источников радиации, способных повысить температуру образца выше /[, нет.) Напряжение U будет не опасным для образца диэлектрика в данных условиях, если на- [c.70]

Для сильно разреженных газов, когда // 1, гидродинамич. ур-ния неприменимы и необходимо решать кинетич. ур-ние с определёнными граничными условиями на поверхностях. Эти условия определяются ф-цией распределения молекул, рассеянных из-за вз-ствия со стенкой. Рассеянный поток может приходить в тепловое равновесие со стенкой (полная аккомодация), но в реальных случаях это не достигается. Для сильно разреженных газов роль коэфф. теплопроводности играют коэфф. теплопередачи. Напр., кол-во теплоты q, переносимое через ед. площади параллельных пластинок, между к-рыми находится разреженный газ, равно д— (Га—7 l)/L, где Т — темп-ры пластинок, Ь — расстояние между ними, X — коэфф. теплопередачи. [c.283]

Жпдкий гелий обладает очень хорошей теплопроводностью при температуре 1° К. Однако из проведеппых экспериментов (см. п. 70) следует, что с понижением температуры его теплопроводность очень сильно убывает. При температурах -- 0,1 или -- 0,2° К теплопроводность Hell становится того же порядка величины, что и теилоироводность Hel. При этих температурах тепловое равновесие еще может установиться в течение короткого времени, если теплопередача происходит через тонкий слой жидкости, по не через длинный тонкий капилляр. [c.560]

Для сильно разреж. газов, когда /L>l, гидродина-мич. ур-ния и обычное ур-ние теплопроводности уже не применимы и для исследования процессов переноса необходимо решать кинетич. ур-ние с определ. граничными условиями на поверхностях, ограничивающих газ. Эти условия выражаются через ф-цию распределения молекул, рассеянных из-за взаимодействия со стенкой. Рассеянный поток частиц может приходить в тепловое равновесие со стенкой, но в реальных случаях это не достигается. Для сильно разреж. газов роль коэф. теплопроводности играют коэф. теплопередачи. Напр., кол-во тепла Q, отнесённое к единице площади параллельных пластинок, между к-рымн находится разреж. газ, равно Q — v. T —T )jL, где и — темп-ры пластинок, L — расстояние между ними, х — коэф. теплопередачи. [c.355]

Темп-ра является количеств, характеристикой теплового равновесия темп-ры тел. находящихся в равновесии друг с другом, равны между собой. На этом основано измерение темп-ры при помощи термометра. В качестве термометра можно взять любое тело, термодинамич. параметры к-рого зависят от темп-ры. Определение температурной шкалы не однозначно и зависит от способа градуировки термометра. Об1пепринятой является Кельвина шкала темп-ры, в соответствии с к-рой темп-ра Т измеряется в градусах Кельвина. При взаимодействии двух тел. имеющих разл. темп-ру, происходит процесс установления равновесия между ними, сопровождающийся теплопередачей. При этом кол-во теплоты, отданное одним телом, равно кол-ву тетиюты, приобретённому другим. На этом основано количеств, измерение переданной теплоты при помощи калориметра, к-рый служит источником или стоком тепла, В качестве калориметра можно использовать любое тело, термодинамич. параметры к-рого зависят от кол-ва переданной ему теплоты, [c.84]

Применение способа теплового равновесня печи относится к тем случаям, когда шлак не слишком вязок. В зависимости от вязкости шлака, интенсивности кипения ванны и частично от толщины шлакового покрова, теплопередача от поверхности металла чер 63 слой шлака может изменяться приблизительно в 15 раз [64]. Таким образом, условия установления теплового равновесия в печи весьма изменчивы, и В1 неблагоприятных случаях равновесие может быть недостаточно полным. В начале кампании новая футеровка печи обладает сравнительно небольшим коэфициентом черноты и это может вызывать разность между наблюденной и истииной температурой до 50°. Однако, в процессе работы коэфициент черноты футеровки повышается, излучение печи все более приближается к излучению черного тела и эта разность уменьшается. Хотя способ равновесия и показывает установившуюся среднюю температуру, эти данные относятсл скорее к поверхностному слою шлака, чем к металлу. Поэтому данный способ показывает несколько более высокую температуру, чем способ погружения. Способ равновесия пока ие нашел се бе достаточно полного развития и применения. [c.404]

Вьппе при рассмотрении принципа работы изопериболического калориметра исходили из предположения, что исследуемый процесс теплопередачи определяется сопротивлением проводника (см. рис. 6.10), а тепловое равновесие между образцом в системе и калориметрическим 50 [c.50]

Точный расчет количества масла, необходимого и достаточного для сохранения теплового равновесия в соответствующих деталях станка, а отсюда расчет элементов смазочной системы затрудняется главным образом недостаточным еще знанием зависимостей, характеризующих теплопередачу через стенки сложной формы (к тому же окрашенные с обеих сторон или покрытые снаружи краской, внутри — нитролаком) и излучение ими тепла. Невозможно также точно рассчитать мощнссти, затрачиваемые на трение в передачах, подшипниках, на направляющих и пр., а следовательно, точно определить эквивалентные им количества тепла. По необходимости приходится поэтому довольствоваться приближенными способами расчета смазочных систем, основанными либо на упрощенном уравнении теплового равновесия, либо на собранных опытным путем данных о нормах расхода смазки для станков различных типо-размеров. [c.712]

Как следует из формул (20.67) и (20.68), наличие между взаимодействующими телами одного экрана уменьшает лучистую теплопередачу в два раза, наличие двух экранов — в три и т. п. Таким образом, с помощью экранирования можно существенно уменьшить теплообмен излучением. Особенно заметный эффект дают экраны с низкими коэффициентами поглощения. На этом принципе, в частности, основана экранная теплоизоляция печей и создание изоляционных материалов, выполненных из набора тонких металлических фольг (альфоль, стальфоль и т. п.). Интересно отметить, что рассмотренная задача теплового экранироваиия и связанный с ней перенос излучения могут быть интерпретированы как процессы теплообмена излучением в некоторой дискретной среде с полосами поглощения, переизлучения и отражения при наличии в них локального термодинамического равновесия. [c.510]

Прежнего значения. Во втором случае кoэффициeHt теплопередачи тот же, что и ранее, но температура рубашки реактора выше, и единственное пересечение кривой тепловыделений с линией теплоотвода существует только в точке В — точке устойчивой работы реактора при условиях, близких к почти полному превращению реагентов. В третьем случае, когда кривая тепловыделений пересекается в трех точках с прямой теплоотвода, точка О характеризует неустойчивый режим работы реактора, хотя уравнение теплового баланса в ней все же удовлетворяется. Небольшое увеличение температуры в этом случае увеличивает скорость выделения тепла реакции сильнее, чем скорость теплоотвода, что вызывает быстрое повышение значения температуры, соответствующего состоянию равновесия в точке Е. Уменьшение температуры от значения, соответствующего точке В, приводит к ее снижению до величины, соответствующей точке С. [c.409]

Для поддержания условий, соответствующих плоским изотермическим границам, необходимо проводить эксперименты со слоями жидкости, находящимися между хорошо проводящими (металлическими) пластинами. В этом случае, правда, затрудняется визуальное наблюдение структуры возникающих движений, но зато значительно облегчаются тепловые измерения, с помощью которых удается весьма четко фиксировать момент появления неустойчивости. Ндея такого метода определения границы неустойчивости была предложена в работе Шмидта и Мильвертона [ ]. Она основана на том, что кризис равновесия подогреваемого снизу слоя жидкости сопровождается кризисом теплопередачи через слой. При возникновении неустойчивости чисто теплопроводный режим переноса тепла нарушается, появляется конвективная составляющая теплового потока, в результате чего зависимость теплового потока от разности температур испытывает излом. Положение этого излома дает возможность с достаточной точностью определить критическую разность температур и критическое яисло Рэлея. [c.46]

Все тела, находящиеся в термодинамическом равновесии, излучают и поглощают тепло при сохранении нулевого энергетического баланса. Тепловое излучение зависит от температуры тела и от структуры его поверхности, способной к излученшо и поглощению. Если температуры двух тел не равны, возникает излучение, при котором тепловой поток направлен от более теплого к более холодному телу. Такая теплопередача описывается законом [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...