384
Фазонинг айни нуқтасининг ўзида бир вақтда икки хил температура бўлиши мумкин
эмаслиги учун, турли изотермик сиртлар хеч вақт бир-бири билан кесишмайди. Уларнинг
барчаси жисм сиртида тугайди ёки бутунлай унинг ичида жойлашади.
Жисмнинг
температураси изотермик сиртларни кесиб ўтадиган йўналишлардагина ўзгаради (1-расм).
Бунда узунлик бирлигида температуранинг энг катта ўзгариши изотермик сиртга
нормал
n
йўналишида бўлади. Температура ўзгариши
t нин гизотермадаги нормал бўйича
масофа
n
га нисбати температура градиенти дейилади:
gradt
n
t
n
t
n
0
]
lim[
(4)
Температура градиенти – изотермик сиртга туширилган нормал бўйича йўналган
вектордир. Унинг температуранинг ортиши томонига йўналиши мусбат йўналиш
ҳисобланади. Иссиқлик алмашинувининг бошқа
турлари каби, иссиқлик ўтказувчанлик
жараёни ҳам жисмнинг турли нуқталарида температура бир хил бўлмагандагина амалга
ошади, яъни град
t
0
. Ихтиёрий сиртдан вақт бирлиги ичида ўтадиган иссиқлик миқдори
Q
иссиқлик оқими дейилади. Иссиқлик оқимининг вектори доимо температуранинг пасайиш
томонига йўналган бўлади.
Француз олими Фурье қаттиқ жисмлардаги иссиқлик ўтказувчанлик жараёнларини
ўрганиб,
юза бирлиги
dF
дан вақт бирлиги
d
ичида ўтаётган
dQ
иссиқлик миқдори ва
температура градиенти ўртасидаги боғланишни аниқлади[1, 2].
dQ= -
dS grad t d
= -
dS d
(
t/
n)
(5)
(5) ифодадаги пропорционаллик коэффициенти λ иссиқлик ўтказувчанлик
коэффиценти дейилади. Изотермик сирт бирлигидан вақт бирлиги ичида ўтадиган иссиқлик
миқдори иссиқлик оқимининг зичлиги дейилади.
q= -dQ/(dSd
) ёкиq= -
(
t/
n)
(6)
Иссиқлик оқими зичлиги
q
нинг вектори доимо
температуранинг пасайиши
томонига йўналган бўлади. Ихтиёрий сирт
F
дан вақт бирлиги ичида ўтаётган иссиқлик
миқдори қуйидагича аниқланади:
)
/
(
Q
0
n
t
d
dS
F
(7)
Юқорида ўрганилган катталикларни бирликлари қуйидагича: температура
градиенти
– град/м
; иссиқлик оқими –
Вт
; иссиқлик оқимининг зичлиги –
Вт/м
2
Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентининг бирлиги (7) ифодадан аниқланади:
grad
m
Vt
n
t
S
)
/
(
Q
(8)
Демак, иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентининг қиймати, сон жиҳатдан,
температуралар фарқи 1
0
C бўлганда деворнинг бирлик қатламидан ўтадиган солиштирма
иссиқлик оқимига тенг.
Турли хил моддаларучун
λ
маълум бир қийматга эгабўлиб, у
модданинг тузилишига, зичлигига, босимига ва температурасига боғлиқ[3, 4].
Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти
λ
нинг қиймати ҳар қайси
жисм учун
тажрибадан топилади. Кўпчилик материаллар учун
λ
нинг температурага боғлиқлигини
қуйидагича ифодалаш мумкин:
λ
=
λ
0
[1+b(t-t
0
)]
бу ерда
λ
0
-t
0
C температурадаги иссиқлик ўтказувчанлик
коэффициенти; t –
температура,
С; б – тажриба орқали аниқланадиган температура коэффициенти.
Металлар иссиқликни энг яхши ўтказадилар, уларда
λ
3-дан 458
Вт
/(
м
град
) гача
ўзгаради. Тоза металларнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти (алюминийдан
ташқари) температура ортиши билан пасаяди. Енгил ғовак материаллар иссиқликни ёмон
ўтказади, чунки уларнинг ғоваклари ҳаво билан тўлган бўлади. Агар
λ
<0,2
Вт
/(
м
град
)
бўлса, бундай материаллар иссиқлик изоляция материаллари дейилади. Бундай
материалларнинг иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти температура кўтарилиши билан
ортади. Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициентига намликни таъсири катта.
Сувнинг
385
иссиқлик ўтказувчанлиги ёмон, лекин ҳўл материалнинг иссиқлик ўтказувчанлик
коэффициенти унинг қуруқ ҳолатидаги иссиқлик ўтказувчанлигига нисбатан анча катта
бўлади. Бунга сабаб шуки, сув иссиқликни ҳавога қараганда деярли 20 марта яхши ўтказади,
шу сабабли жисм ғовакларининг сув билан тўлиши унинг иссиқлик изоляция хоссаларини
кескин камайтириб юборади.
Температура кўтарилиши билан томчи суюқликларнинг иссиқлик ўтказувчанлик
коэффициенти камаяди, газларники эса ортади. Сувнинг
λ
си температура 0
C дан 127
C
гача кўтарилганда ортади, бундан кейин ҳам температура кўтарилса
λ
камаяди.
Do'stlaringiz bilan baham: