Денеге қатысты сәулелердің жіктелуі және сұлбалы анықтамалары
Егер денеге сырттан ешқандай сәуле түспесе, дененің бет бірлігінен энергияның сәулелі ағыны шығады Е1, Вт/м2. Ол дененің физикалық қасиеттерімен және температурасымен анықталады. Бұл дененің өздік сәулесі. Дегенмен, қаралып отырған денеге басқа денелер тарапынан сәулелі энергия түседі, мөлшері Е2 – құлама сәуле. Түскен сәуленің бір бөлігі (мөлшері А1Е2) денемен жұтылады – жұтылған сәуле, қалғаны (1 – А1)Е2 мөлшерінде шағылысады – шағылмалы сәуле. Дененің өздік сәулесі шағылмалы сәулемен қосылып дененің тиімді сәулеленуін береді, Етиім = Е1 + (1 – А1)Е2; дененің бұл сәулеленуін біз сезінеміз немесе аспаптармен өлшей аламыз. Тиімді сәулелену сәуле шашатын дененің физикалық қасиеттері мен температурасына ғана тәуелді емес, сонымен қатар қоршаған денелерге, оның пішініне, мөлшеріне және дененің кеңістікте салыстырмалы орналасуынада тәуелді.
Денеге түсетін сәулелі энергияның таралуын түсіндіріңіз
Сәулелі энергияның тасымалдаушысы болып микронның аз үлесінен көптеген километрлерге дейінгі толқын ұзындықты электрмагнитті тербелістер табылатыны белгілі. Толқын ұзындығының диапозонына байланысты мұндай сәулеленулер әртүрлі атаумен аталады: рентгендік, ультракүлгін, жарықтық, инфрақызыл сәулелер, радиотолқындар. Толқын ұзындығы жуық шамамен 0,5-тен 800 мкм дейін жететін сәулелер жылулық деп, ал олардың таралу процесі жылулық сәулелену деп аталады.
Жазық қабырға арқылы жылуберіліс
Жылуберілім, нақтырақ айтсақ жылу- және массаалмасу теориясы – бұл кеңістікте жылудың (немесе массаның) таралу процестерін зерттейтін ғылым. Жылутасымалдың негізгі ұғымдары мен заңдары жалпы физикалық теорияның қарқынды дамуы кезінде, соның шеңберінде тұжырымдалған. Мысалы, жылуөткізгіштіктің талдамалы теориясын Ж. Фурье 1822 жылы айқындаған. XIX ғасырдың ортасында ұқсастық теориясының негіздері тұжырымдалды, ал 1915 жылы оны алғаш рет В. Нуссельт қолданды (жылуалмасу процестерін зерттеу кезінде). Одан да ертерек, жеке жылулық және гидродинамикалық құбылыстар арасындағы ұқсастық идеясын айқындай отырып, О. Рейнольдс осы теорияны гидродинамикалық процестерді зерттеу кезінде пайдаланды.
Жалпақ қабырға арқылы жылудың берілуін есептеу теңдеулері
Жұмысшы дене және оның күйін сипаттайтын негізгі параметрлер
Қозғалғыш поршенді цилиндрде газ бар дейік; поршеннің қозғалысы оның үстіне қойылған жүкпен ұсталып тұр. Газға жылу келтіруді бастаймыз. Газдың кеңейіп жұмыс жасайтыны белгілі (яғни жүкті көтереді); жүктің потенциалдық энергиясы ұлғаяды; жүктің бұл механикалық энергиясы тәжірибеде жұмсалған жылулық энергиясының (жылу түрінде жоғалған) бір бөлігінің орнында пайда болды. Қалған жылулық энергиясы газды жылытуға кетті. Тәжірибеде жұмыс істеген газ жұмысшы дене деп аталады. Техникалық термодинамика ерекшелігінің бірі – ол қозғалтқышта жұмыс жүргізуде қолданылатын жұмысшы дене. Іштей жану қозғалтқыштары – жұмысшы дене болатын газдармен отынның жану өнімін түзейді. Басқа қозғалтқыштарда жұмысшы дене – су буы. Бұл қозғалтқыштар – бу турбиналары – жылу электрстанцияларында қолданылады. Жұмысшы дене ерекше агрегатта (бу қазанында) дайындалады.
Жылудың тасымалдану түрлері: жылуөткізгіштік, конвекция және сәулелену.
Жылуөткізгіштік – тыныштықтағы дене бөлшектерінің өзара тікелей жанасуынан жылудың бірізді өтуі. Жылудың жылуөткізгіштікпен берілуі қатты денелерге барынша сипатты (19 сурет, а). Жылу, қатты денелерде және сұйықтарда серпімді толқындармен, металдарда электрондар диффузиясымен, газдарда – атомдар мен молекулалардың диффузиясымен тасымалданады. Конвекция тек қана сұйықтарда, балқымаларда және газдарда, сұйықтың немесе газдың қозғалыстағы бөлшектерімен жылудың тасымалдануы арқылы өтеді (19 сурет, б). Конвекция жылу өткізгіштікпен қатар жүреді. Сәулелену – жылу энергиясының электрмагниттік толқын түрінде таралуы. Ол энергияның екі жақты түрленуімен байланысты: жылулық энергияның сәулеліге және керісінше. Металлургиялық пештерде жылуберілістің барлық үш түрі, кейде өте күрделі комбинацияларда кездеседі.