12. Issiqlik o’tkazuvchanlik. Reja

11.1-расм.

tQ∆t

∆n ∆x
0 t

t-∆t

q

Bunda uzunlik birligida temperaturaning eng katta o‘zgarishi izotermik sirtga normal n yo‘nalishda sodir bo‘ladi. Temperatura o‘zgarishi t ning izotermadagi normal bo‘yicha masofaga nisbati temperatura gradienti deyiladi:

(11.3)
Temperatura gradienti - izotermik sirtga tushirilgan normal bo‘yicha yo‘nalgan vektordir.
Uning temperaturaning ko‘tarilish tomoniga yo‘nalishi musbat yo‘nalish hisoblanadi.

11. 3 ISSIQLIK O‘TKAZUVCHANLIKNING ASOSIY QONUNI

Har qanday jism yoki fazoning turli nuqtalarida temperaturalar farqi bo‘lgandagina issiqlik tarqaladi. Bu shart issiqlik o‘tkazuvchanlikka ham xos bo‘lib, jismning turli nuqtalarida tempe­ratura gradienti nolga teng bo‘lmasligi kerakligini ko‘rsatadi.

Izotermik sirtda joylashgan elementar yuza dan oraliq vaqt da o‘tayotgan issiqlik miqdori bilan temperatura gradienti orasidagi bog‘lanish Fure gipotezasiga ko‘ra quyidagicha yoziladi:
(11.4)
Tenglamaning o‘ng tomonidagi minus issiqlik oqimi yo‘nalishi temperaturaning pasayishi tomoniga bo‘lib, temperatura gradienti yo‘nalishiga teskari ekanligini bildiradi. (11.4) ifodadagi pro­porsionallik issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti deyiladi.
Ixtiyoriy sirtdan vaqt birligi ichida o‘tadigan issiqlik miqdori issiqlik oqimi deyiladi. Issiqlik oqimi Q bilan belgilanib vatt (vt) da o‘lchanadi.
Issiqlik oqimining sirt yuzasiga nisbati solishtirma issiqlik oqimi yoki issiqlik oqimining zichligi deyiladi va q bilan belgi­lanib Vt/ da o‘lchanadi:
(11.5)
Vektorlar q va gradt normalda qarama- qarshi yo‘nalishda joy­lashgan bo‘ladi.
Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti moddaning qay darajada issiqlik o‘tkazishini ko‘rsatadi.
Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsientini (11.5) ifodadan topi­shimiz mumkin:
(11.6)
Demak issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti qiymati son jihatdan temperatura farqi 1 S bo‘lganda devorning birlik qatlami­dan o‘tadigan solishtirma issiqlik oqimiga teng. Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti moddaning tuzilishi, zichligi, namligi, bo­simi va temperaturasiga bog‘liq bo‘ladi.
Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti ning aniq qiymatlari turli moddalar uchun tajribalar asosida aniqlanadi. Texnik hisoblashlarda ning qiymati jadvallardan olinadi.
Ba’zi moddalar uchun issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti qiymati , Vt/( ):
Kumush .......................…458
Toza mis ....................…390-400
Po‘lat,chuyan ..............…...45 -60
Qizil g‘isht ................…0,55 -0,8
Beton .................……......0,9-1,4
YOg‘och ........................…….0,11-0,17
Asbest ......................……0,09-0,19
SHlakli tola ..............….0,07
Suv (0-100 ⁰S)...............…0,55-0,7
Muz .........................……..2,5
Havo (0-1000 ⁰S )...............0,024-0,075
Eng yaxshi issiqlik o‘tkazgichlar metallar bo‘lib, ularda ning qiymati 3 dan 458 Vt/( ) gacha o‘zgaradi. Engil g‘ovak materiallar issiqlikni yomon o‘tkazadi, chunki ularning g‘ovaklari havo bi­lan to‘lgan bo‘ladi. Issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti 0,2 Vt/( ) dan kichik bo‘lgan materiallar issiqlik izolyasiya materiallari de­yiladi.
Ho‘l materialning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti uning quruq holatidagi issiqlik o‘tkazuvchanligiga nisbatan ancha katta bo‘ladi. Bunga sabab shuki, suv issiqlikni havoga qaraganda 20-25 marta yaxshi o‘tkazadi.
Qurilish materiallari va issiqlik izolyasiya materiallari uchun ning qiymati 0,02 dan 3,0 Vt/( ) gacha bo‘lib, uning temperaturaga bog‘liqligi quyidagi tenglik bilan ifodalanadi:
(11.7)
bu erda: -temperatura koeffitsienti.
Ko‘pchilik qurilish materiallari uchun 0-100 ⁰S temperatura oralig‘ida = 0,0025.
Toza metallar uchun ning qiymati temperatura ortishi bilan kamayib boradi.
Tomchisimon suyuqliklarda ning qiymati 0,08 dan 0,65 Vt/( ) gacha oraliqda o‘zgaradi. Gazlarning issiqlik o‘tkazuvchanligi 0,005 dan 0,1 Vt/( ) gacha oraliqda bo‘lib, temperatura ortishi bilan or­tib boradi. Gazlardan faqat vodorod va geliyning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti boshqa gazlarnikidan ancha yuqori qiymatga ega.
Molekulyar-kinetik nazariyaga ko‘ra gazlarning issiqlik o‘tkazuvchanlik koeffitsienti quyidagi tenglik bilan aniqlanadi:
(11.8)
bu erda: w-molekulalarning o‘rtacha harakat tezligi, l -molekula­larning o‘rtacha harakatlanish uzunligi; S -gazlarning o‘zgarmas hajmdagi issiqlik sig‘imi; -gazlarning zichligi.