गर्मी हस्तांतरण क्या है? प्रकृति और प्रौद्योगिकी में हीट ट्रांसफर

चलो गर्मी हस्तांतरण क्या है के बारे में बात करते हैं इस शब्द के अनुसार हम मामले में ऊर्जा हस्तांतरण की प्रक्रिया का मतलब है। यह एक जटिल तंत्र की विशेषता है, जो गर्मी चालकता के समीकरण द्वारा वर्णित है।

गर्मी हस्तांतरण के प्रकार

गर्मी हस्तांतरण कैसे विभाजित है? थर्मल चालकता, संवहन, विकिरण प्रकृति में मौजूद ऊर्जा हस्तांतरण के तीन तरीके हैं।

उनमें से प्रत्येक की अपनी विशिष्ट विशेषताओं, विशेषताएं, प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोग हैं।

थर्मल चालकता

गर्मी की मात्रा के द्वारा हम योग का मतलब हैअणुओं की गतिज ऊर्जा वे अपनी गर्मी का एक हिस्सा टक्कर में ठंडा कणों को प्रसारित कर सकते हैं। थर्मल चालकता ठोस पदार्थों में प्रकट होता है, तरल पदार्थ की कम विशेषता है, गैसीय पदार्थों के लिए बिल्कुल विशिष्ट नहीं है।

एक उदाहरण के रूप में, गर्मी को एक साइट से दूसरे स्थानांतरित करने के लिए ठोस पदार्थों की क्षमता की पुष्टि करना, निम्न प्रयोग पर विचार करें।

अगर स्टील वायर तय हो गई हैधातु के बटन, तो तार के अंत को जलती हुई आत्मा दीपक के पास ले आओ, धीरे-धीरे बटन से गिरना शुरू हो जाता है गर्म होने पर, अणु एक तेज दर से बढ़ना शुरू करते हैं, अक्सर एक-दूसरे के साथ टकराने यह ये कण हैं जो ठंडा क्षेत्रों में अपनी ऊर्जा और गर्मी को छोड़ देते हैं। यदि तरल और गैस पर्याप्त तेज गर्मी बहिर्वाह प्रदान नहीं करते हैं, तो यह गर्म क्षेत्र में तापमान ढाल में तेज वृद्धि की ओर जाता है।

थर्मल विकिरण

किस प्रकार का गर्मी हस्तांतरण के बारे में प्रश्न का उत्तर दे रहा हैऊर्जा के हस्तांतरण के साथ, इस विधि को नोट करना आवश्यक है। रेडियेशन ट्रांसफर में विद्युत चुम्बकीय विकिरण द्वारा ऊर्जा का संचरण शामिल है। यह भिन्नता 4000 के तापमान पर देखी जाती है, जो कि तापीय चालकता के समीकरण द्वारा वर्णित है। अवशोषण गुणांक किसी विशिष्ट गैस की रासायनिक संरचना, तापमान और घनत्व पर निर्भर करता है।

हवा की गर्मी हस्तांतरण की एक निश्चित सीमा है,ऊर्जा प्रवाह में वृद्धि के साथ, तापमान में वृद्धि, वृद्धि अवशोषण गुणांक बढ़ जाती है। तापमान ढाल के मूल्य के बाद एडीबाटिक ढाल से अधिक है, संवहन हो जाएगा।

गर्मी हस्तांतरण क्या है? यह एक गर्म वस्तु से एक ठंडे ऑब्जेक्ट को सीधे संपर्क से या एक विभाजन के माध्यम से स्थानांतरित करने की भौतिक प्रक्रिया है जो सामग्री को अलग करती है।

यदि एक प्रणाली के शरीर में अलग-अलग तापमान होते हैं, तो ऊर्जा हस्तांतरण की प्रक्रिया तब तक होती है जब तक उनके बीच थर्मोडायनामिक संतुलन स्थापित नहीं हो जाता।

हीट ट्रांसफर सुविधाएँ

गर्मी हस्तांतरण क्या है? इस घटना की विशेषताएं क्या हैं? इसे पूरी तरह से रोका नहीं जा सकता, क्या हम केवल इसकी दर की दर को कम कर सकते हैं? क्या गर्मी हस्तांतरण प्रकृति और तकनीक में उपयोग किया जाता है? यह गर्मी का आदान-प्रदान है जो कई प्राकृतिक घटनाओं के साथ जुड़ा हुआ है और उनकी विशेषता है: ग्रहों और सितारों का विकास, हमारे ग्रह की सतह पर मौसम संबंधी प्रक्रियाएं। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर विनिमय के साथ, गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया से वाष्पीकरण शीतलन, सुखाने, प्रसार का विश्लेषण करने की अनुमति मिलती है। यह एक ठोस दीवार के माध्यम से थर्मल ऊर्जा के दो वाहक के बीच किया जाता है जो शरीर के इंटरफेस के रूप में कार्य करते हैं।

प्रकृति और तकनीक में हीट ट्रांसफर एक थर्मोडायनेमिक प्रणाली के गुणों का विश्लेषण करते हुए, एक व्यक्ति के शरीर की अवधारणा का एक तरीका है।

फूरियर लॉ

इसे गर्मी चालन के कानून कहा जाता है, क्योंकियह गर्मी के नुकसान की कुल शक्ति, समानांतर के क्षेत्रफल के साथ तापमान में अंतर, इसकी लंबाई, और तापीय चालकता के गुणांक के साथ भी संबंधित है। उदाहरण के लिए, वैक्यूम के लिए, यह सूचक व्यावहारिक रूप से शून्य है। इस घटना का कारण एक वैक्यूम में सामग्री कणों का न्यूनतम एकाग्रता है जो गर्मी ले सकता है। एक समान सुविधा के बावजूद, वैक्यूम में विकिरण द्वारा ऊर्जा हस्तांतरण का एक प्रकार होता है। थर्मस के आधार पर गर्मी हस्तांतरण के आवेदन पर विचार किया जाएगा। प्रतिबिंब की प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए इसकी दीवारें दोहराई जाती हैं गर्मी के नुकसान को कम करने के दौरान, उनके बीच हवा को पंप दिया गया था

कंवेक्शन

गर्मी हस्तांतरण क्या है, इस बारे में प्रश्न का उत्तर देते हुए,हमें स्वस्थ या मजबूर मिश्रण से तरल पदार्थ या गैसों में गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया पर विचार करें। मजबूर संवहन के मामले में, पदार्थ की आवाजाही बाह्य शक्तियों की कार्रवाई के कारण होती है: पंखे ब्लेड, पंप एक समान विकल्प उन परिस्थितियों में उपयोग किया जाता है जहां प्राकृतिक संवहन प्रभावी नहीं होता है।

उन मामलों में एक प्राकृतिक प्रक्रिया देखी जाती है,जब, असमान हीटिंग के साथ, मामले की निचली परतें गर्म होती हैं उनका घनत्व घटता है, वे ऊपर जाते हैं ऊपरी परतें, दूसरी तरफ, ठंडा हो जाती हैं, भारी होती हैं, कम होती हैं। इसके अलावा, प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है, और मिश्रण के साथ, स्वयं-संगठन को vortices के ढांचे में मनाया जाता है, संवहन कोशिकाओं से एक नियमित रूप से झंझरी बनाई जाती है।

प्राकृतिक संवहन के कारण, बादलों के रूप में, वायुमंडलीय वर्षा की वर्षा, टेक्टोनिक प्लेटों की गति से किया जाता है। यह सूरज पर संवहन से होता है जो ग्रैन्यूल के रूप में होता है।

गर्मी हस्तांतरण का उचित उपयोग न्यूनतम गर्मी की हानि, अधिकतम खपत की गारंटी देता है।

संवहन का सार

संवहन की व्याख्या करने के लिए, कोई कानून का उपयोग कर सकता हैआर्किमिडीज, साथ ही ठोस और तरल पदार्थ के थर्मल विस्तार। जैसे ही तापमान बढ़ जाता है, तरल बढ़ता है, घनत्व घट जाती है। आर्किमिडीज के बल के प्रभाव के तहत, हल्का (गर्म) तरल ऊपर की ओर जाता है, और ठंडा (घने) परत गिर जाते हैं, धीरे-धीरे गर्म हो रहे हैं

ऊपर से तरल हीटिंग के मामले में, एक गर्म तरलप्रारंभिक स्थिति में रहता है, इसलिए संवहन नहीं मनाया जाता है। इस तरह से तरल पदार्थ बहता है, जो गर्म क्षेत्रों से ठंडे स्थानों पर स्थानांतरण के साथ होता है। गैसों में, संवहन एक समान तंत्र द्वारा होता है

थर्मोडायनेमिक दृष्टिकोण से, संवहनगर्मी हस्तांतरण के एक प्रकार के रूप में माना जाता है, जिसमें आंतरिक ऊर्जा का अंतर पदार्थों के अलग-अलग धाराओं से होता है जो असमान रूप से गर्म होता है। इसी प्रकार की प्रकृति प्रकृति में होती है और रोजमर्रा की जिंदगी में होती है। उदाहरण के लिए, हीटिंग रेडिएटर्स फर्श से न्यूनतम ऊँचाई पर स्थापित होती हैं, खिड़की दाह के पास।

शीत हवा को बैटरी से गरम किया जाता है, फिरधीरे-धीरे बढ़ जाता है, जहां यह ठंडी हवा के लोगों के साथ मिलती है, जो खिड़की से कम हो जाती है। संवहन कमरे में एक समान तापमान की स्थापना की ओर जाता है।

वायुमंडलीय के सामान्य उदाहरणों मेंसंवहन हवा: मानसून, हवाएं जो हवा पृथ्वी के कुछ टुकड़े पर तपता है, वह दूसरों पर ठंडा हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप इसका संचलन होता है, और नमी और ऊर्जा स्थानान्तरित होती है।

प्राकृतिक संवहन की विशेषताएं

कई कारकों को एक बार में प्रभावित होता है उदाहरण के लिए, पृथ्वी, समुद्री धाराओं और सतह राहत के दैनिक आंदोलन प्राकृतिक संवहन की दर को प्रभावित करते हैं। यह संवहन है जो ज्वालामुखी craters और धूम्रपान पाइप, पहाड़ों का गठन, विभिन्न पक्षियों के अस्थायी के बाहर निकलने का आधार है।

अंत में

थर्मल विकिरण विद्युत चुम्बकीय हैएक सतत स्पेक्ट्रम के साथ प्रक्रिया, जो पदार्थ द्वारा उत्सर्जित होती है, आंतरिक ऊर्जा से उत्पन्न होती है। थर्मल विकिरण की गणना करने के लिए, भौतिक विज्ञान में एक काली शरीर मॉडल का उपयोग किया जाता है। थर्मल विकिरण का वर्णन स्टीफन-बोल्ट्जमान कानून के उपयोग से किया गया है। इस तरह के शरीर की विकिरण शक्ति चौड़ाई के लिए सीधे सतह क्षेत्र और शरीर के तापमान को आनुपातिक होती है।

किसी भी शरीर में थर्मल चालकता संभव हैएक अमानवीय तापमान वितरण है इस घटना का सार में अणुओं और परमाणुओं की गतिज ऊर्जा को बदलने में होता है, जो शरीर के तापमान को निर्धारित करता है। कुछ मामलों में, गर्मी चालन गर्मी का संचालन करने के लिए एक निश्चित पदार्थ की मात्रात्मक क्षमता माना जाता है।

गर्मी ऊर्जा विनिमय की पैमाने प्रक्रियाएं सौर विकिरण द्वारा पृथ्वी की सतह के हीटिंग तक सीमित नहीं हैं।

पृथ्वी के वायुमंडल में गंभीर संवहन धाराएंग्रह मौसम पर परिवर्तन की विशेषता। जेट धाराओं, व्यापार हवाओं, ठंडे और गर्म मोर्चों: तापमान ध्रुवीय और भूमध्यरेखीय क्षेत्रों संवहन प्रवाह उठता के बीच माहौल में चला जाता है।

पृथ्वी के कोर से सतह तक गर्मी का हस्तांतरणज्वालामुखी विस्फोट का कारण बनता है, गीजर के उदय कई क्षेत्रों में, बिजली उत्पन्न करने के लिए भू-तापीय ऊर्जा का इस्तेमाल आवासीय और औद्योगिक परिसर में किया जाता है।

यह एक अनिवार्य भागीदार बनने वाली गर्मी हैकई उत्पादन प्रौद्योगिकियां उदाहरण के लिए, धातुओं के प्रसंस्करण और गलाने, खाद्य उत्पादन, तेल शोधन, इंजन संचालन - यह सब केवल तापीय ऊर्जा की उपस्थिति में किया जाता है।