1-semestr 1-lаborаtoriya ishi mavzu: Farmatsevtik injiniring fanidan fizik kattaliklar va ularni o’lchash. Maqsad

Harorat maydoni va gradiyenti

Muhitlarda issiqlik oqimi va haroratning taqsimlanishi o’rtasidagi bog’liqlikni aniqlash issiqlik almashinish nazariyasining asosiy vazifalaridan biridir.

Tekshirilayotgan muhitning hamma nuqtalari uchun istalgan biror vaqtdagi harorat qiymatlari majmuiga harorat maydoni deyiladi.

Eng umumiy holatda ma’lum bir nuqtadagi harorat  t  shu nuqtaning koordinatalari (x, y, z) bog’liq bo’ladi va vaqt  o’tishi bilan o’zgaradi. Demak, harorat maydonini ushbu funksiya bilan ifodalash mumkin:

(15.1)

Ushbu bog’liqlik turg’un harorat maydonini ifodalovchi tenglamadir.

Xususiy holatda (15.1) tenglama faqat fazoviy koordinatalar funksiyasi bo’ladi, ya’ni:

(15.2)

va unga tegishli turg’un harorat maydonini ifodalaydi.

Agar, jismda biror tekislik o’tkazilsa va ushbu tekislikdagi bir xil haroratli nuqtalarni birlashtirsak, o’zgarmas haroratli chiziq (izoterma) ga ega bo’lamiz. Harorati bir xil nuqtalardan tashkil topgan jismning yuzasi izotermik yuza deb nomlanadi.

Ikkita bir-biriga yaqin joylashgan izotermik yuzalarning haroratlar farqi  t  bo’lsa, ular orasidagi eng qisqa masofa  n  bo’ladi (15.1-rasm). Agar, ikkala izotermik yuzalar bir-biriga yaqinlashib borsa  nisbat ushbu chegaraga intiladi:

 

                  

 

15.1-rasm. Harorat gradiyentini aniq-lashga oid.

(15.3)

Izotermik yuzaga normal bo’yicha yo’nalgan harorat hosilasi harorat gradiyenti deb nomlanadi.

Harorat gradiyenti vektor kattalikdir.

Harorat gradiyenti nolga teng bo’lmagan (gradt 0) sharoitdagina issiqlik oqimi hosil bo’lishi mumkin. Ma’lumki, issiqlik oqimi har doim harorat gradiyenti chizig’i bo’ylab harakat qiladi. Lekin, uning harakat yo’nalishi harorat gradiyentiga qarama-qarshi bo’ladi.