प्रकृति में, तीन प्रकार के गर्मी हस्तांतरण होते हैं: 1) चालन; 2) संवहन; 3) विकिरण।

ऊष्मीय चालकता

तापीय चालकता - जब वे संपर्क में आते हैं या शरीर के गर्म हिस्से से ठंडे हिस्से में एक शरीर से दूसरे शरीर में गर्मी का स्थानांतरण होता है।

विभिन्न पदार्थों में अलग-अलग तापीय चालकता होती है। सभी धातुओं में उच्च तापीय चालकता होती है। गैसों में कम तापीय चालकता होती है, निर्वात में कोई तापीय चालकता नहीं होती है (निर्वात में कोई कण नहीं होते हैं जो तापीय चालकता प्रदान करते हैं)।

वे पदार्थ जो ऊष्मा का खराब संचालन करते हैं, ऊष्मा कुचालक कहलाते हैं।

कृत्रिम रूप से निर्मित गर्मी इन्सुलेटर स्टोन वूल, पॉलीस्टाइन फोम, फोम रबर, सेरमेट (उत्पादन में प्रयुक्त) हैं अंतरिक्ष यान).

कंवेक्शन

गैस या द्रव के गतिमान जेट द्वारा ऊष्मा के प्रसार को संवहन कहा जाता है।

संवहन के दौरान, पदार्थ द्वारा ही ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। संवहन केवल तरल पदार्थ और गैसों में होता है।

ऊष्मीय विकिरण

इन्फ्रारेड किरणों के माध्यम से गर्म शरीर से गर्मी के प्रसार को थर्मल विकिरण कहा जाता है।

थर्मल विकिरण एकमात्र प्रकार का गर्मी हस्तांतरण है जो निर्वात में हो सकता है। तापमान जितना अधिक होगा, ऊष्मा विकिरण उतना ही मजबूत होगा। थर्मल विकिरण उत्पन्न होता है, उदाहरण के लिए, लोगों, जानवरों, पृथ्वी, सूर्य, भट्ठी, आग द्वारा। इन्फ्रारेड विकिरण को थर्मोग्राफ (थर्मल कैमरा) के साथ चित्रित या मापा जा सकता है।

	इन्फ्रारेड थर्मल कैमरे अदृश्य इन्फ्रारेड या थर्मल विकिरण को समझते हैं और सटीक गैर-संपर्क तापमान माप करते हैं। इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी आपको थर्मल विकिरण को पूरी तरह से देखने की अनुमति देती है। यह आंकड़ा मानव हथेली के अवरक्त विकिरण को दर्शाता है।
	............................................................................. इमारतों और संरचनाओं के थर्मोग्राफिक सर्वेक्षण के दौरान, बढ़ी हुई थर्मल पारगम्यता के साथ संरचनात्मक स्थानों का पता लगाना संभव है, कनेक्शन की गुणवत्ता की जांच करें विभिन्न डिजाइन, बढ़े हुए वायु विनिमय वाले स्थान खोजें।

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15-20 थर्मल घटनाओं के उदाहरण जिनमें से एक (विकिरण; संवहन; गर्मी हस्तांतरण) के संकेत के साथ

ताप और शीतलन, वाष्पीकरण और उबलना, पिघलना और जमना, संघनन सभी तापीय घटना के उदाहरण हैं।

पृथ्वी पर ऊष्मा का मुख्य स्रोत सूर्य है। लेकिन, इसके अलावा, लोग गर्मी के कई कृत्रिम स्रोतों का उपयोग करते हैं: एक आग, एक स्टोव, पानी का ताप, गैस और बिजली के हीटर, आदि।

गर्मी क्या है, इस सवाल का जवाब तुरंत देना संभव नहीं था। 18वीं शताब्दी में ही यह स्पष्ट हो गया था कि सभी पिंड अणुओं से बने होते हैं, कि अणु गति करते हैं और एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। तब वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि गर्मी का संबंध अणुओं की गति की गति से है। जब पिंडों को गर्म किया जाता है, तो अणुओं की गति बढ़ जाती है, और ठंडा होने पर कम हो जाती है।

आप जानते हैं कि अगर आप गर्म चाय में एक ठंडा चम्मच डुबोएंगे, तो थोड़ी देर बाद वह गर्म हो जाएगी। इस मामले में, चाय न केवल चम्मच, बल्कि आसपास की हवा को भी अपनी गर्मी का हिस्सा देगी। उदाहरण से यह स्पष्ट है कि ऊष्मा को एक गर्म वस्तु से ठंडे शरीर में स्थानांतरित किया जा सकता है। ऊष्मा को स्थानांतरित करने के तीन तरीके हैं - चालन, संवहन, विकिरण।

गर्म चाय में एक चम्मच गरम करना ऊष्मा चालन का एक उदाहरण है। सभी धातुओं में अच्छी तापीय चालकता होती है।

संवहन द्रवों और गैसों में ऊष्मा का स्थानान्तरण करता है। जब हम एक बर्तन या चायदानी में पानी गर्म करते हैं, तो पानी की निचली परतें पहले गर्म होती हैं, वे हल्की हो जाती हैं और ऊपर की ओर भागती हैं, रास्ता देती हैं ठंडा पानी. हीटिंग चालू होने पर कमरे में संवहन होता है। बैटरी से गर्म हवा ऊपर उठती है और ठंडी हवा गिरती है। लेकिन न तो तापीय चालकता और न ही संवहन यह समझा सकता है कि, उदाहरण के लिए, सूर्य, हमसे दूर, पृथ्वी को कैसे गर्म करता है। इस मामले में, विकिरण (थर्मल किरणों) द्वारा वायुहीन स्थान के माध्यम से गर्मी स्थानांतरित की जाती है।

तापमान मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है। आप आमतौर पर रूम या मेडिकल थर्मामीटर का इस्तेमाल करते हैं।

सेल्सियस में तापमान के बारे में बात करते समय, उनका मतलब तापमान पैमाने से होता है जिसमें 0 डिग्री सेल्सियस पानी के हिमांक से मेल खाता है, और 100 डिग्री सेल्सियस इसका क्वथनांक होता है।

कुछ देश (यूएसए, यूके) फारेनहाइट पैमाने का उपयोग करते हैं। इसमें 212°F, 100°C से मेल खाती है। तापमान को एक पैमाने से दूसरे पैमाने पर स्थानांतरित करना बहुत आसान नहीं है, लेकिन यदि आवश्यक हो, तो आप में से प्रत्येक इसे स्वयं कर सकता है। सेल्सियस तापमान को फ़ारेनहाइट तापमान में बदलने के लिए, सेल्सियस तापमान को 9 से गुणा करें, 5 से विभाजित करें और 32 जोड़ें। रिवर्स रूपांतरण करने के लिए, फ़ारेनहाइट तापमान से 32 घटाएं, शेष को 5 से गुणा करें और 9 से विभाजित करें।

भौतिकी और खगोल भौतिकी में, एक और पैमाना अक्सर उपयोग किया जाता है - केल्विन पैमाना। इसमें 0 को सबसे अधिक माना जाता है हल्का तापमानप्रकृति में (पूर्ण शून्य)। यह -273 डिग्री सेल्सियस से मेल खाती है। इस पैमाने में माप की इकाई केल्विन (K) है। सेल्सियस तापमान को केल्विन तापमान में बदलने के लिए, 273 को डिग्री सेल्सियस में जोड़ा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, सेल्सियस 100 ° है, और केल्विन 373 K है। वापस बदलने के लिए, 273 घटाएँ। उदाहरण के लिए, 0 K -273 ° C है।

यह जानना उपयोगी है कि सूर्य की सतह पर तापमान 6000 K है, और अंदर - 15,000,000 K. तापमान में वाह़य ​​अंतरिक्षतारों से दूर निरपेक्ष शून्य के करीब है।

हमें लगता है कि थर्मल घटनाएं कितनी महत्वपूर्ण हैं, इसके बारे में आपको आश्वस्त होने की आवश्यकता नहीं है। उनके बारे में ज्ञान लोगों को घरों, ताप इंजनों (आंतरिक दहन इंजन, भाप टर्बाइन, जेट इंजनऔर इसी तरह), मौसम की भविष्यवाणी करें, धातु को पिघलाएं, गर्मी-इन्सुलेट और गर्मी प्रतिरोधी सामग्री बनाएं जो घरों के निर्माण से लेकर अंतरिक्ष यान तक हर चीज में उपयोग की जाती हैं।

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ग्रेड 8 के लिए पाठ सारांश "थर्मल चालन, संवहन, विकिरण"

यहां आप ग्रेड 8 के लिए "थर्मल कंडक्शन, कन्वेक्शन, रेडिएशन" विषय के लिए पाठ सारांश डाउनलोड कर सकते हैं: भौतिकी। यह दस्तावेज़ आपको पाठ के लिए अच्छी और उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री तैयार करने में मदद करेगा।

विषय: भौतिकी और खगोल विज्ञान

कक्षा: 8 रूस

पाठ का प्रकार: संयुक्त

पाठ का उद्देश्य:

तकनीकी प्रशिक्षण सहायता: __________________________________________________

_______________________________________________________________________

पाठ संरचना

1. पाठ का संगठन (2 मि.)

छात्रों का अभिवादन

2. गृहकार्य सर्वेक्षण (15 मिनट) विषय: आंतरिक ऊर्जा। बदलने के तरीके आंतरिक ऊर्जा.

3. नई सामग्री की व्याख्या। (15 मिनट)

इस प्रकार के गर्मी हस्तांतरण की अपनी विशेषताएं हैं, हालांकि, उनमें से प्रत्येक में गर्मी हस्तांतरण हमेशा एक दिशा में जाता है: एक गर्म शरीर से कम गर्म शरीर में। उसी समय, एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है, और एक ठंडे शरीर की ऊर्जा बढ़ जाती है।

शरीर के अधिक गर्म हिस्से से कम गर्म हिस्से में या अधिक गर्म शरीर से सीधे संपर्क या मध्यवर्ती निकायों के माध्यम से ऊर्जा हस्तांतरण की घटना को गर्मी चालन कहा जाता है।

एक ठोस पिंड में, कण लगातार दोलन गति में होते हैं, लेकिन अपनी संतुलन अवस्था को नहीं बदलते हैं। गर्म होने पर जैसे-जैसे शरीर का तापमान बढ़ता है, अणु अधिक तीव्रता से दोलन करने लगते हैं, जैसे कि उनका गतिज ऊर्जा. इस बढ़ी हुई ऊर्जा का एक हिस्सा धीरे-धीरे एक कण से दूसरे कण में स्थानांतरित होता है, अर्थात। शरीर के एक भाग से शरीर के आस-पास के अंगों तक आदि। लेकिन सभी ठोस एक ही तरह से ऊर्जा स्थानांतरित नहीं करते हैं। उनमें से तथाकथित इंसुलेटर हैं, जिसमें ऊष्मा चालन का तंत्र काफी धीरे-धीरे होता है। इनमें एस्बेस्टस, कार्डबोर्ड, पेपर, फेल्ट, रैनाइट, लकड़ी, कांच और कई अन्य ठोस पदार्थ शामिल हैं। मेडब और सिल्वर में उच्च तापीय चालकता होती है। ये ऊष्मा के अच्छे संवाहक होते हैं।

तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है। जब एक तरल को गर्म किया जाता है, तो आंतरिक ऊर्जा को एक गर्म क्षेत्र से कम गर्म क्षेत्र में अणुओं के टकराव से और आंशिक रूप से प्रसार के कारण स्थानांतरित किया जाता है: तेज अणु कम गर्म क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।

गैसों में, विशेष रूप से दुर्लभ में, अणु एक दूसरे से पर्याप्त बड़ी दूरी पर होते हैं, इसलिए उनकी तापीय चालकता तरल पदार्थों की तुलना में भी कम होती है।

वैक्यूम एक आदर्श इन्सुलेटर है क्योंकि इसमें आंतरिक ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए कण नहीं होते हैं।

निर्भर करना आंतरिक स्थितिविभिन्न पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) की तापीय चालकता अलग-अलग होती है।

यह ज्ञात है कि पानी की तापीय चालकता कम होती है, और जब पानी की ऊपरी परत गर्म होती है, तो निचली परत ठंडी रहती है। हवा पानी से भी बदतर गर्मी का संचालन करती है।

संवहन एक गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया है जिसमें तरल या गैस के जेट द्वारा ऊर्जा का वहन किया जाता है। संवहन "मिश्रण" के लिए लैटिन है। ठोस में संवहन अनुपस्थित होता है और निर्वात में नहीं होता है।

रोजमर्रा की जिंदगी और प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, संवहन प्राकृतिक या मुक्त है।

हीट सिंक एक ऐसा उपकरण है जो एक सपाट बेलनाकार धातु का कंटेनर होता है, जिसका एक पक्ष काला होता है और दूसरा चमकदार होता है। इसके अंदर हवा होती है, जो गर्म होने पर फैल सकती है और छेद से बाहर निकल सकती है।

अवशोषण विकिरण ऊर्जा को शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।

काली सतह सबसे अच्छा उत्सर्जक और सबसे अच्छा अवशोषक है, इसके बाद खुरदरी, सफेद और पॉलिश की गई सतह होती है।

4. समेकन: (10 मिनट) आत्म-परीक्षा, असाइनमेंट और अभ्यास के लिए प्रश्न

कार्य: 1) धातु और कांच, पानी और हवा की तापीय चालकता की तुलना, 2) आवासीय क्षेत्र में संवहन का अवलोकन।

6. छात्रों के ज्ञान का आकलन (1 मिनट)

मुख्य साहित्य: भौतिकी और खगोल विज्ञान ग्रेड 8

आगे पढ़ना: एन डी बिस्टको "भौतिकी" भाग 1 और 2

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ऊष्मीय चालकता। संवहन। विकिरण, ग्रेड 8

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कक्षा 8 . में भौतिकी के एक पाठ का सारांश

कोशिकोवा विक्टोरिया अलेक्जेंड्रोवना,

भौतिक विज्ञान के अध्यापक

बेलगोरोद, बेलगोरोड क्षेत्र के शहर के एमबीओयू माध्यमिक विद्यालय संख्या 47

पाठ विषय: “थर्मल चालन। संवहन। विकिरण"।

ऊष्मीय चालकता। संवहन। विकिरण

पाठ का उद्देश्य: नए ज्ञान और गतिविधि के तरीकों की धारणा, समझ और प्राथमिक याद के लिए गतिविधियों का आयोजन करना।

कक्षाओं के दौरान

1. संगठनात्मक चरण

2. गृहकार्य की जाँच करना

परीक्षण (2 विकल्प)

1. तापमान है भौतिक मात्राविशेषता...

a) ... निकायों की कार्य करने की क्षमता।

b) ... शरीर की विभिन्न अवस्थाएँ।

ग) ... शरीर के ताप की डिग्री।

2. चित्र में दिखाए गए थर्मामीटर द्वारा हवा का तापमान क्या दर्ज किया गया? तापमान मापने में क्या त्रुटि है?

क) 30.5 डिग्री सेल्सियस; 0.5 डिग्री सेल्सियस बी) 32 डिग्री सेल्सियस; 0.5 डिग्री सेल्सियस

सी) 32 डिग्री सेल्सियस; 1 डिग्री सेल्सियस। डी) 30 डिग्री सेल्सियस; 1 डिग्री सेल्सियस।

3. एक गिलास में होता है गर्म पानी(नंबर 1), दूसरे में - गर्म (नंबर 2), तीसरे में - ठंडा (नंबर 3)। इनमें से किसमें पानी का तापमान सबसे अधिक होता है, जिसमें - पानी के अणु सबसे कम गति से चलते हैं?

ए) नंबर 2; नंबर 3. बी) नंबर 3; नंबर 2. ग) नंबर 1; संख्या 3। डी) नंबर 2; #1

4. निम्नलिखित में से कौन सी घटना थर्मल हैं?

क) चम्मच के फर्श पर गिरना। ख) चूल्हे पर सूप गरम करना।

ग) धूप में बर्फ का पिघलना। घ) पूल में तैरना।

5. ऊष्मीय गति में शरीर के कौन से अणु शामिल होते हैं? किस तापमान पर?

ए) शरीर की सतह पर स्थित; कमरे के तापमान पर।

बी) सभी अणु; किसी भी तापमान पर

ग) शरीर के अंदर स्थित; किसी भी तापमान पर।

घ) सभी अणु; पर उच्च तापमान.

6. पिस्टन के नीचे एक ही बर्तन में कमरे में कार्बन डाइऑक्साइड के बराबर द्रव्यमान होते हैं। गैस किस पात्र में है सबसे अधिक ऊर्जाचित्र में दिखाए गए पिस्टन की स्थिति में?

7. निम्नलिखित में से किस स्थिति में शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है?

a) चट्टान से गिरने वाला पत्थर तेजी से और तेजी से गिरता है।

b) डम्बल को फर्श से उठाकर शेल्फ पर रखा जाता है।

ग) बिजली के लोहे को प्लग किया गया और इस्त्री शुरू हुई।

d) बैग से नमक को नमक के शेकर में डाला गया।

8. इन स्थितियों में गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप किस शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है?

a) ड्रिल से छेद करते समय ड्रिल को गर्म करना।

b) गैस के विस्तार के दौरान उसके तापमान में कमी।

ग) मक्खन के एक पैकेट को फ्रिज में ठंडा करना,

d) चलती ट्रेन के पहियों को गर्म करना।

संबंधित प्रश्नोत्तरी:

1. तापमान इकाई...

ए) ... जूल। बी) ... पास्कल। ग) ... वाट। डी) ... डिग्री सेल्सियस।

2. शरीर का तापमान निर्भर करता है...

और उसका आंतरिक ढांचा. बी) ... इसके पदार्थ का घनत्व।

ग) ... इसके अणुओं की गति की गति। d) ... इसमें अणुओं की संख्या।

3. गर्म चाय के अणुओं और उसी चाय के ठंडा होने पर उसके अणुओं में क्या अंतर है?

ए) आकार। बी) आंदोलन की गति।

c) उनमें परमाणुओं की संख्या। डी) रंग।

4. किस गति को ऊष्मीय कहते हैं?

a) किसी पिंड की गति जिसमें वह गर्म होता है।

बी) शरीर को बनाने वाले कणों की निरंतर अराजक गति।

ग) उच्च तापमान पर शरीर में अणुओं की गति।

5. आंतरिक ऊर्जा शरीर के कणों की ऊर्जा है। यह मिश्रण है...

a) ... सभी अणुओं की गतिज ऊर्जा।

बी) ... अणुओं की बातचीत की संभावित ऊर्जा।

ग) ... सभी अणुओं की गतिज और स्थितिज ऊर्जाएँ।

6. मौसम विज्ञानियों द्वारा प्रक्षेपित गुब्बारे की ऊर्जा कितनी होती है?

ए) काइनेटिक। बी) संभावित।

ग) आंतरिक। d) इन सभी प्रकार की ऊर्जा।

7. शरीर की आंतरिक ऊर्जा को किन तरीकों से बदला जा सकता है?

ए) इसे गति में सेट करें। b) शरीर पर या उस पर काम करना।

ग) इसे एक निश्चित ऊंचाई तक बढ़ाना। डी) गर्मी हस्तांतरण द्वारा।

8. यांत्रिक कार्य के परिणामस्वरूप शरीर की आंतरिक ऊर्जा किस उदाहरण में बदलती है?

a) एक चम्मच को एक गिलास में रखा जाता है गर्म पानी.

ख) ट्रक ने तेज ब्रेक लगाया तो ब्रेक से जलने की गंध आ रही थी।

ग) केतली में पानी उबल रहा है।

घ) एक व्यक्ति अपने जमे हुए हाथों को गर्म रेडिएटर से दबाकर गर्म करता है।

"थर्मल आंदोलन। तापमान। आंतरिक ऊर्जा"

"थर्मल आंदोलन। तापमान। आंतरिक ऊर्जा"

3. छात्रों के व्यक्तिपरक अनुभव का वास्तविककरण

आंतरिक ऊर्जा

आंतरिक ऊर्जा बढ़ाने के उपाय

गर्मी का हस्तांतरण

गर्मी हस्तांतरण के प्रकार

4. नया ज्ञान सीखना और काम करने के तरीके

1. तापीय चालकता - शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में या एक शरीर से दूसरे शरीर में उनके सीधे संपर्क में आंतरिक ऊर्जा के हस्तांतरण की घटना।

अंजीर। 7.8 (पाठ्यपुस्तक पेरीस्किन)

द्रवों और गैसों में, तापीय चालकता कम होती है, क्योंकि। अणुओं के बीच की दूरी ठोस की तुलना में अधिक होती है।

खराब तापीय चालकता है: ऊन, बाल, कागज, पक्षी के पंख, काग, निर्वात।

2. संवहन गैस या तरल के जेट द्वारा ऊर्जा का स्थानांतरण है।

गैसों और तरल पदार्थों में संवहन होने के लिए, उन्हें नीचे से गर्म किया जाना चाहिए।

3. विकिरण - विभिन्न किरणों द्वारा ऊर्जा का स्थानांतरण, अर्थात्। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में।

5. अध्ययनरत की समझ की प्राथमिक जाँच

6. अध्ययन का समेकन

कार्यों के संग्रह के अनुसार कार्य लुकाशिक नंबर 945-955

7. परिणाम, गृहकार्य

पृष्ठ 4-6, व्यायाम 1-3

8. परावर्तन

प्रयुक्त साहित्य की सूची

1. पेरीश्किन ए.वी. भौतिक विज्ञान। 8 वीं कक्षा। - एम .: बस्टर्ड, 2009।

2. ग्रोमोव एस.वी., रोडिना एन.ए. भौतिक विज्ञान। ग्रेड 9 - एम।: शिक्षा, 2002।

3. चेबोतारेवा वी.ए. भौतिकी परीक्षण। ग्रेड 8 - परीक्षा प्रकाशन गृह, 2009।

4. लुकाशिक वी.आई., इवानोवा ई.वी. भौतिकी ग्रेड 7-9 - एम में समस्याओं का संग्रह: शिक्षा, 2008।

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"थर्मल चालन, संवहन, विकिरण" विषय पर कक्षा 8 में पाठ

विषय: तापीय चालकता, संवहन, विकिरण।

पाठ का प्रकार: संयुक्त

पाठ का उद्देश्य:

प्रशिक्षण: गर्मी हस्तांतरण की अवधारणा का परिचय दें, गर्मी हस्तांतरण के प्रकारों के साथ, समझाएं कि किसी भी प्रकार के गर्मी हस्तांतरण में गर्मी का हस्तांतरण हमेशा एक दिशा में जाता है; कि, आंतरिक संरचना के आधार पर, विभिन्न पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) की तापीय चालकता अलग है, कि काली सतह सबसे अच्छा उत्सर्जक और सबसे अच्छा ऊर्जा अवशोषक है।

विकासशील: विषय में संज्ञानात्मक रुचि विकसित करना।

शैक्षिक: जिम्मेदारी की भावना पैदा करने के लिए, अपने विचारों को सक्षम और स्पष्ट रूप से व्यक्त करने की क्षमता, खुद को रखने और एक टीम में काम करने में सक्षम होने के लिए

अंतःविषय संचार: रसायन विज्ञान, गणित

दृश्य एड्स: 21-30 चित्र, तापीय चालकता तालिका

पाठ संरचना

1. पाठ का संगठन (2 मि.)

छात्रों का अभिवादन

पाठ के लिए छात्रों की उपस्थिति और कक्षा की तैयारी की जाँच करना।

2. गृहकार्य सर्वेक्षण (10 मिनट) विषय: आंतरिक ऊर्जा। आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीके।

3. शारीरिक श्रुतलेख (आपसी जांच) (5 मिनट)

4. नई सामग्री की व्याख्या। (15 मिनट)

आंतरिक ऊर्जा को बदलने की वह विधि जिसमें अधिक गर्म पिंड के कण, अधिक गतिज ऊर्जा वाले, कम गर्म पिंड के संपर्क में आने पर, ऊर्जा को सीधे कम गर्म पिंड के कणों में स्थानांतरित करते हैं, हीट ट्रांसफर कहलाता है। ऊष्मा की तीन विधियाँ हैं स्थानांतरण: ऊष्मा चालन, संवहन और विकिरण।

इस प्रकार के गर्मी हस्तांतरण की अपनी विशेषताएं हैं, हालांकि, उनमें से प्रत्येक में गर्मी का हस्तांतरण हमेशा एक दिशा में होता है: एक गर्म शरीर से कम गर्म शरीर में। उसी समय, एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है, और एक ठंडे शरीर की ऊर्जा बढ़ जाती है।

शरीर के अधिक गर्म हिस्से से कम गर्म हिस्से में या अधिक गर्म शरीर से सीधे संपर्क या मध्यवर्ती निकायों के माध्यम से ऊर्जा हस्तांतरण की घटना को गर्मी चालन कहा जाता है।

एक ठोस पिंड में, कण लगातार दोलन गति में होते हैं, लेकिन अपनी संतुलन अवस्था को नहीं बदलते हैं। गर्म होने पर जैसे-जैसे शरीर का तापमान बढ़ता है, अणु अधिक तीव्रता से दोलन करने लगते हैं, जैसे-जैसे उनकी गतिज ऊर्जा बढ़ती है। इस बढ़ी हुई ऊर्जा का एक हिस्सा धीरे-धीरे एक कण से दूसरे कण में स्थानांतरित होता है, अर्थात। शरीर के एक भाग से शरीर के आस-पास के अंगों तक आदि। लेकिन सभी ठोस एक ही तरह से ऊर्जा स्थानांतरित नहीं करते हैं। उनमें से तथाकथित इंसुलेटर हैं, जिसमें ऊष्मा चालन का तंत्र काफी धीरे-धीरे होता है। इनमें एस्बेस्टस, कार्डबोर्ड, पेपर, फेल्ट, ग्रेनाइट, लकड़ी, कांच और कई अन्य ठोस पदार्थ शामिल हैं। तांबे और चांदी में उच्च तापीय चालकता होती है। ये ऊष्मा के अच्छे संवाहक होते हैं।

तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है। जब एक तरल को गर्म किया जाता है, तो आंतरिक ऊर्जा को एक गर्म क्षेत्र से कम गर्म क्षेत्र में अणुओं के टकराव से और आंशिक रूप से प्रसार के कारण स्थानांतरित किया जाता है: तेज अणु कम गर्म क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।

गैसों में, विशेष रूप से दुर्लभ में, अणु एक दूसरे से पर्याप्त बड़ी दूरी पर होते हैं, इसलिए उनकी तापीय चालकता तरल पदार्थों की तुलना में भी कम होती है।

वैक्यूम एक आदर्श इन्सुलेटर है क्योंकि आंतरिक ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए कोई कण नहीं हैं।

आंतरिक अवस्था के आधार पर, विभिन्न पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) की तापीय चालकता अलग-अलग होती है।

तापीय चालकता पदार्थ में ऊर्जा हस्तांतरण की प्रकृति पर निर्भर करती है और शरीर में ही पदार्थ की गति से संबंधित नहीं होती है।

यह ज्ञात है कि पानी की तापीय चालकता कम होती है, और जब पानी की ऊपरी परत गर्म होती है, तो निचली परत ठंडी रहती है। हवा पानी से भी बदतर गर्मी का संचालन करती है।

संवहन एक गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया है जिसमें तरल या गैस के जेट द्वारा ऊर्जा का वहन किया जाता है। लैटिन में संवहन का अर्थ है "मिश्रण"। ठोस में संवहन अनुपस्थित होता है और निर्वात में नहीं होता है।

रोजमर्रा की जिंदगी और प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, संवहन प्राकृतिक या मुक्त है।

जब द्रव या गैसों को समान रूप से मिलाने के लिए पंप या आंदोलक के साथ मिलाया जाता है, तो संवहन को मजबूर संवहन कहा जाता है।

हीट सिंक एक ऐसा उपकरण है जो एक सपाट बेलनाकार धातु का कंटेनर होता है, जिसका एक पक्ष काला होता है और दूसरा चमकदार होता है। इसके अंदर हवा होती है, जो गर्म होने पर फैल सकती है और छेद से बाहर निकल सकती है।

उस स्थिति में जब ऊष्मा को किसी तप्त पिंड से ऊष्मा अभिग्राही में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें आँख के लिए अदृश्य ऊष्मा किरणों का उपयोग किया जाता है, तो ऊष्मा हस्तांतरण के प्रकार को विकिरण या दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण कहा जाता है।

अवशोषण विकिरण ऊर्जा को शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है।

विकिरण (या उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण) विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके एक शरीर से दूसरे शरीर में ऊर्जा स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है।

शरीर का तापमान जितना अधिक होगा, विकिरण की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी। विकिरण द्वारा ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है: ऊष्मा किरणें निर्वात के माध्यम से भी फैल सकती हैं।

काली सतह सबसे अच्छा उत्सर्जक और सबसे अच्छा अवशोषक है, इसके बाद खुरदरी, सफेद और पॉलिश की गई सतह होती है।

अच्छे ऊर्जा अवशोषक अच्छे उत्सर्जक होते हैं और बुरे अवशोषक खराब ऊर्जा उत्सर्जक होते हैं।

5. समेकन: (10 मिनट) स्व-परीक्षा, असाइनमेंट और अभ्यास के लिए प्रश्न

7. छात्रों के ज्ञान का आकलन (1 मिनट)। प्रतिबिंब।

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विकिरण द्वारा तापीय चालकता - केमिस्ट्स हैंडबुक 21

ऊष्मा को अंतरिक्ष के एक भाग से दूसरे भाग में चालन, विकिरण और संवहन द्वारा स्थानांतरित किया जा सकता है। व्यवहार में, इस प्रकार के गर्मी हस्तांतरण को अलग से बहुत कम देखा जाता है (उदाहरण के लिए, संवहन गर्मी चालन और विकिरण के साथ होता है)। हालांकि, एक प्रकार का गर्मी हस्तांतरण अक्सर दूसरों पर इस हद तक हावी होता है कि उनके प्रभाव की उपेक्षा की जा सकती है। उदाहरण के लिए, हम मान सकते हैं कि उपकरण की दीवारों के माध्यम से गर्मी का मार्ग केवल गर्मी चालन द्वारा होता है। ठोसों को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रियाओं में तापीय चालकता भी हावी होती है। गर्मी हस्तांतरण चालन, संवहन या विकिरण द्वारा हो सकता है। थर्मल चालन एक ठोस शरीर के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया है, उदाहरण के लिए फ्लास्क की दीवार के माध्यम से। संवहन संभव है जहां पदार्थों के कणों की एक निश्चित स्थिति नहीं होती है, अर्थात तरल पदार्थ और गैसों में। इस मामले में, गतिमान कणों के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। विकिरण 0.8-300 माइक्रोन की सीमा में तरंग दैर्ध्य के साथ थर्मल किरणों द्वारा गर्मी का हस्तांतरण है। सबसे अधिक बार, सभी तीन तरीकों से गर्मी हस्तांतरण एक साथ किया जाता है, हालांकि, निश्चित रूप से, समान माप में नहीं।

तरल-वाष्प इंटरफेस में भाप का उद्भव तापीय चालकता और विकिरण के माध्यम से वाष्प परत के माध्यम से हीटिंग सतह से आने वाली गर्मी के कारण होता है।

वायु ऑक्सीजन के साथ दहनशील वाष्पों की परस्पर क्रिया दहन क्षेत्र में होती है, जिसमें दहनशील वाष्प और वायु लगातार प्रवाहित होनी चाहिए। यह संभव है यदि तरल वाष्पीकरण के लिए आवश्यक एक निश्चित मात्रा में गर्मी प्राप्त करता है। दहन प्रक्रिया में गर्मी केवल दहन क्षेत्र (लौ) से आती है, जहां इसे लगातार छोड़ा जाता है। दहन क्षेत्र से तरल की सतह तक गर्मी विकिरण द्वारा स्थानांतरित की जाती है। तापीय चालकता द्वारा गर्मी हस्तांतरण असंभव है, क्योंकि सतह/तरल से दहन क्षेत्र में वाष्प की गति की दर दहन क्षेत्र से तरल में उनके माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की दर से अधिक है। वाष्प प्रवाह के रूप में संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण भी असंभव है

शरीर के अंदर ऊष्मा का वितरण दो तरह से संभव है: ऊष्मा चालन और संवहन। पहली विधि में, अणुओं के टकराव के कारण गर्मी का प्रसार होता है, और शरीर के अधिक गर्म हिस्से के अणु, जिनमें औसतन अधिक गतिज ऊर्जा होती है, इसका कुछ हिस्सा पड़ोसी अणुओं को स्थानांतरित करते हैं। इस प्रकार, शरीर के अंगों की स्पष्ट गति के अभाव में भी गर्मी फैल सकती है, उदाहरण के लिए, एक ठोस शरीर में। तरल पदार्थ और गैसों में, गर्मी चालन के साथ, गर्मी आमतौर पर संवहन द्वारा भी फैलती है, यानी, तरल के अधिक गर्म द्रव्यमान द्वारा गर्मी के प्रत्यक्ष हस्तांतरण द्वारा, जो चलते समय कम गर्म द्रव्यमान की जगह लेती है। गैसों में विकिरण के माध्यम से ऊष्मा का गैस के एक भाग से दूसरे भाग में फैलना भी संभव है।

दहन क्षेत्र से तेल अपशिष्ट की सतह तक गर्मी मुख्य रूप से विकिरण के माध्यम से स्थानांतरित की जाती है। वाष्पन परत की ओर कोई तापीय चालकता नहीं है, क्योंकि तरल सतह से दहन क्षेत्र तक वाष्प की गति की गति उनके द्वारा दहन क्षेत्र से तरल में गर्मी हस्तांतरण की दर से अधिक होती है।

एक ठोस शरीर की सतह से एक तरल (गैस) में संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण या इसके विपरीत तब होता है जब गैस या तरल के कण किसी दिए गए सतह के सापेक्ष अपना स्थान बदलते हैं और साथ ही गर्मी वाहक के रूप में कार्य करते हैं। ऐसे कणों की गति या तो बाहरी प्रभाव (मजबूर संवहन) के प्रभाव में तरल (गैस) के पूरे द्रव्यमान की गति के कारण होती है, या पदार्थ के घनत्व में अंतर के परिणामस्वरूप होती है विभिन्न बिंदुपदार्थ के द्रव्यमान (प्राकृतिक या मुक्त संवहन) में तापमान के असमान वितरण के कारण होने वाला स्थान। संवहन हमेशा चालन और विकिरण के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण के साथ होता है।

यदि विकिरण और ऊष्मा चालन के माध्यम से एक माध्यम में ऊर्जा एक साथ स्थानांतरित की जाती है, तो दिए गए बिंदु पर इस स्थानांतरण की तीव्रता को दर्शाने वाला मान वेक्टर Chx = Chl Ch होगा, जहां

कई लागू समस्याओं पर विचार करते समय, वैक्यूम परतों या गुहाओं वाले आवधिक मीडिया में गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया का अध्ययन करना दिलचस्प है, जहां गर्मी हस्तांतरण केवल विकिरण के माध्यम से किया जाता है। अन्य मामलों में, ये गुहा नगण्य तापीय चालकता और अवशोषण गुणांक वाली गैस से भरी होती हैं। इस मामले में, गैस की उपस्थिति को अक्सर उपेक्षित किया जा सकता है और इन गुहाओं को वैक्यूम गुहाओं के रूप में माना जा सकता है। इंटरलेयर्स और नोलो युक्त संरचनाएं और सामग्री-

कम थोक घनत्व वाली ढीली सामग्री, जैसे कि पाउडर और फाइबर गैस से भरे हुए हैं वायुमण्डलीय दबाव, हवा के द्रवीकरण, तरल ऑक्सीजन और नाइट्रोजन टैंक, गैस पृथक्करण टावरों और अन्य उपकरणों को इन्सुलेट करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिसका तापमान तरल नाइट्रोजन के क्वथनांक से नीचे नहीं गिरता है। ऐसी इन्सुलेट सामग्री में, ठोस सामग्री की मात्रा के लिए गैस स्थान की मात्रा का अनुपात 10 से 100 तक हो सकता है। अंजीर। 5.53 कुछ सामान्य ढीली सामग्री के तापीय चालकता गुणांक को दर्शाता है। इन सामग्रियों के सर्वोत्तम उदाहरणों की तापीय चालकता हवा के करीब पहुंचती है, यह दर्शाता है कि कणों के बीच की जगह पर कब्जा करने वाली हवा में अधिकांश गर्मी होती है। यह गैस से भरे इन्सुलेशन के सिद्धांत की व्याख्या करता है, जिसका ठोस पदार्थ विकिरण और संवहन के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को रोकता है। आदर्श मामले में, ठोस सामग्री की तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण नगण्य है, और गर्मी केवल गैस द्वारा स्थानांतरित की जाती है। वास्तविक इन्सुलेशन में, कुछ गर्मी सीधे पाउडर कणों या फाइबर से गुजरती है, और परिणामी तापीय चालकता आमतौर पर गैस की तापीय चालकता से कुछ अधिक होती है। एक अपवाद बहुत महीन चूर्ण है, जिसके कणों के बीच की दूरी इतनी छोटी होती है कि गैस के अणुओं का औसत मुक्त पथ इन दूरियों से अधिक होता है; इस मामले में, दबाव में कमी के साथ, गैस की तापीय चालकता कम हो जाती है। इस प्रकार, पाउडर इन्सुलेशन की तापीय चालकता, भले ही पाउडर वायुमंडलीय दबाव में गैस से भरा हो, कणों के बीच की जगह को भरने वाली गैस की तापीय चालकता से कम हो सकता है।

एक अच्छे निर्वात में, अवशिष्ट गैस द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण नगण्य होता है। इसलिए, जहाजों को डिजाइन करते समय, वे सहायक तत्वों के माध्यम से गर्मी के प्रवाह को कम करने और विकिरण के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण को कम करना चाहते हैं। इन्सुलेट समर्थन के माध्यम से गर्मी लाभ निर्धारित किया जाता है डिज़ाइन विशेषताएँऔर समर्थन की यांत्रिक शक्ति, इस मुद्दे का एक सामान्य समाधान असंभव है। यदि बर्तन का आकार सीमित नहीं है, तो समर्थन की लंबाई बढ़ाकर और कम तापीय चालकता वाली सामग्री का उपयोग करके, समर्थन के माध्यम से बहुत कम गर्मी की आपूर्ति प्रदान करना संभव है। यहां तक ​​​​कि सीमित जगहों में, एक अनुभवी डिजाइनर आमतौर पर समर्थन के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाने का एक तरीका ढूंढता है। इसके विपरीत, विकिरण गर्मी हस्तांतरण कमजोर रूप से निर्वात स्थान की एक छोटी मोटाई पर इन्सुलेटिंग स्थान की मोटाई पर निर्भर करता है, इसके इन्सुलेट गुणों में सन्निकटन के कारण थोड़ा सुधार होता है।

किसी भी दीवार के माध्यम से अधिक गर्म शीतलक से दूसरे, ठंडे शीतलक में गर्मी हस्तांतरण अपेक्षाकृत जटिल घटना है। उदाहरण के लिए, यदि हम एक बाष्पीकरणकर्ता के ट्यूब बंडल को लेते हैं, जिसे ग्रिप गैसों द्वारा गर्म किया जाता है, तो गर्मी हस्तांतरण के तीन प्राथमिक तरीके हैं, जिन्हें मुख्य माना जाता है। ग्रिप गैसों से निकलने वाली गर्मी को चालन, संवहन और विकिरण द्वारा बीम ट्यूबों में स्थानांतरित किया जाता है। ट्यूब की दीवारों के माध्यम से गर्मी केवल चालन द्वारा, और ट्यूब की आंतरिक सतह से तक स्थानांतरित की जाती है

तापीय चालकता एक पदार्थ बनाने वाले परमाणुओं और अणुओं की गति और टकराव के माध्यम से गर्मी के हस्तांतरण से जुड़ी होती है। यह प्रसार की प्रक्रिया के अनुरूप है, जिसमें सामग्री को एक समान तंत्र द्वारा स्थानांतरित किया जाता है। संवहन अणुओं के बड़े समुच्चय के संचलन के माध्यम से ऊष्मा का स्थानांतरण है, अर्थात, संक्षेप में, यह मिश्रण प्रक्रिया के समान है। जाहिर है, संवहन द्वारा गर्मी हस्तांतरण केवल तरल पदार्थ और गैसों में हो सकता है, जबकि थर्मल चालन ठोस पदार्थों में गर्मी हस्तांतरण का मुख्य प्रकार है। तरल पदार्थ और गैसों में, संवहन के साथ, ऊष्मा चालन भी देखा जाता है, लेकिन पहली प्रक्रिया बहुत तेज होती है और आमतौर पर दूसरी प्रक्रिया को पूरी तरह से ढक लेती है। ऊष्मा चालन और संवहन दोनों के लिए एक भौतिक माध्यम की आवश्यकता होती है और यह पूर्ण निर्वात में नहीं हो सकता है। यह इन दो प्रक्रियाओं और विकिरण प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर को उजागर करता है, जो एक निर्वात में सबसे अच्छा होता है। सटीक प्रक्रिया, जो रिक्त स्थान के माध्यम से विकिरण द्वारा ऊर्जा स्थानांतरित करता है, अभी तक स्थापित नहीं किया गया है, लेकिन हमारे उद्देश्य के लिए इसे पूरी तरह से काल्पनिक माध्यम (ईथर) में तरंग गति के माध्यम से होने पर विचार करना सुविधाजनक होगा। ऐसा माना जाता है कि पदार्थ की आंतरिक ऊर्जा ईथर की तरंग गति में स्थानांतरित हो जाती है, यह गति सभी दिशाओं में फैलती है, और जब तरंग पदार्थ से टकराती है, तो ऊर्जा को स्थानांतरित, परावर्तित या अवशोषित किया जा सकता है। अवशोषित होने पर, यह शरीर की आंतरिक ऊर्जा को तीन तरीकों से बढ़ा सकता है 1) रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा करके,

उच्च तापमान प्रक्रियाओं जैसे कांच पिघलने, ईंट फायरिंग, एल्यूमीनियम पिघलने आदि में, जहां ग्रिप गैसों का तापमान अनिवार्य रूप से अधिक होता है, दहन के कुल गर्मी संतुलन में उपयोगी रूप से उपयोग की जाने वाली ईंधन गर्मी की मात्रा एक छोटा सा हिस्सा होता है (में पिछला उदाहरण - भट्ठी की दीवारों से विकिरण के कारण नुकसान को ध्यान में रखे बिना 36%)। इसलिए, में ये मामलाईंधन की बचत गर्मी वसूली उपकरणों के उपयोग के माध्यम से प्राप्त की जा सकती है, जैसे कि अतिरिक्त भाप उत्पन्न करने के लिए ईंधन या अपशिष्ट गर्मी बॉयलर के दहन के लिए आपूर्ति की गई हवा को गर्म करने के लिए, साथ ही विकिरण, थर्मल चालकता से नुकसान को कम करने के लिए बेहतर थर्मल इन्सुलेशन के माध्यम से ईंधन की बचत प्राप्त की जा सकती है। और संवहन के साथ बाहरी सतहआसपास के क्षेत्र में भट्ठी की दीवारें।

कोर, मध्यवर्ती माध्यम और उनके बीच की सीमाओं में गर्मी हस्तांतरण सामग्री के ठोस कोर के तत्व की तापीय चालकता के माध्यम से किया जाता है, उनके सीधे संपर्क के बिंदुओं पर एक ठोस कण से पड़ोसी को गर्मी हस्तांतरण, कणों के बीच अंतराल को भरने वाले माध्यम में आणविक ऊष्मा चालन, ठोस कणों की सीमाओं पर गर्मी हस्तांतरण बाहरी वातावरणएक मध्यवर्ती माध्यम के माध्यम से कण से कण तक विकिरण, कणों के बीच गैस और नमी का संवहन।

निर्वात-संघनित परतें अपने गठन की स्थितियों के प्रति अत्यंत संवेदनशील होती हैं, विशेष रूप से, सब्सट्रेट तापमान, संघनन तीव्रता, संघनित गैस के तापमान और विकिरण द्वारा और तापीय चालकता के माध्यम से संघनन सतह को आपूर्ति की जाने वाली ऊष्मा प्रवाह की शक्ति के प्रति अत्यंत संवेदनशील होती हैं। अवशिष्ट गैस का।

पूर्वगामी के संबंध में, यह स्पष्ट है कि समीकरण (5.52) में घनीभूत की तापीय चालकता एक अखंड शरीर की नहीं, बल्कि अत्यधिक छितरी हुई सामग्री की एक तापीय विशेषता है। इस सामग्री - घनीभूत में एक कंकाल होता है - एक कंकाल, जो बड़ी संख्या में ठोस कणों का संग्रह होता है - क्रिस्टल, अवशिष्ट गैस से भरे अंतराल से अलग होते हैं। ऐसी जटिल सामग्री में, गर्मी हस्तांतरण अब एक ठोस शरीर की तापीय चालकता तक सीमित नहीं है, बल्कि व्यक्तिगत कणों के साथ गर्मी हस्तांतरण के माध्यम से किया जाता है - तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण सामग्री के ठोस कंकाल का एक तत्व। एक ठोस कण से पड़ोसी तक उनके सीधे संपर्क के स्थानों में; छिद्रों में अवशिष्ट गैस की तापीय चालकता और कण से कण तक विकिरण कणों के बीच की आवाजें।

सामान्य प्रावधान। प्रौद्योगिकी में, हमें अक्सर गर्मी हस्तांतरण के ऐसे मामलों से निपटना पड़ता है जब उस तापमान का तापमान होता है वातावरणजिसके साथ यह सतह गर्मी का आदान-प्रदान करती है, न कि दीवार की सतह के तापमान का। ठोस पदार्थों द्वारा तापीय चालकता और तापीय विकिरण के मुद्दों की तुलना में, संवहन के माध्यम से आसपास के तरल या गैसीय माध्यम से दीवार की सतह तक गर्मी हस्तांतरण की समस्या बहुत अधिक जटिल है, और इसलिए, काफी हद तक, अभी भी दूर है आज तक हल किया जा रहा है। जब हम किसी ठोस से तरल या गैस में ऊष्मा के स्थानांतरण के बारे में बात कर रहे होते हैं, तो तापीय चालकता के कारण होने वाला ऊष्मा स्थानांतरण, संवहन के कारण होने वाले ऊष्मा हस्तांतरण की तुलना में पृष्ठभूमि में घट जाता है। उत्तरार्द्ध, जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, इस तथ्य में शामिल है कि दीवार से सटे तरल या गैस की चलती परत में, इसमें मौजूद प्रवाह के कारण

एक पिंड से दूसरे पिंड में ऊष्मा का स्थानांतरण चालन, संवहन और तापीय विकिरण के माध्यम से हो सकता है।

कई ठोस और तरल बहुलक लगभग पूरी तरह से अभेद्य होते हैं अवरक्त विकिरण, इसलिए आपतित ऊर्जा को पिंड द्वारा अवशोषित किया जाता है और इसकी सतह पर ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है। हालांकि, संवहन और विकिरण के माध्यम से एक निश्चित मात्रा में गर्मी अभी भी पर्यावरण में तुरंत खपत होती है। अवशोषित गर्मी प्रवाहकीय गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया के माध्यम से शरीर के अंदर वितरित की जाती है। दीप्तिमान ऊर्जा द्वारा गर्म किए गए शरीर में तापमान वितरण न केवल गर्मी प्रवाह पर निर्भर करता है, बल्कि पदार्थ की तापीय चालकता और सतह से संवहन गर्मी के नुकसान पर भी निर्भर करता है।

गर्मी हस्तांतरण नीचे सूचीबद्ध तीन विधियों में से एक या उनमें से एक संयोजन द्वारा किया जा सकता है। ये विधियाँ मुश्किल से 1) तापीय चालकता, 2) संवहन और 3) विकिरण

सबसे आम और सबसे पुरानी (1880 में प्रस्तावित) में से एक थर्मोकंडक्टोमेट्रिक विधि है। थर्मोकंडक्टोमेट्रिक गैस एनालाइजर का संचालन निर्भरता पर आधारित होता है विद्युतीय प्रतिरोधकंडक्टर के आसपास के मिश्रण की तापीय चालकता से प्रतिरोध के एक बड़े तापमान गुणांक के साथ कंडक्टर। ऊष्मा का स्थानांतरण गैस माध्यम से चालन, संवहन और विकिरण द्वारा होता है। किसी गैस की तापीय चालकता उसकी संरचना से संबंधित होती है। संवहन और विकिरण द्वारा गर्मी हस्तांतरण के हिस्से को कम या स्थिर करने की मांग की जाती है।

इस प्रकार, एक विशेष कूलर में परिसंचारी पानी गर्मी हस्तांतरण द्वारा ठंडा किया जाता है वायुमंडलीय हवा, और गर्मी का हिस्सा पानी की सतह के वाष्पीकरण के परिणामस्वरूप स्थानांतरित हो जाता है - पानी के हिस्से को भाप में बदलना और इस भाप को हवा में प्रसार द्वारा स्थानांतरित करना, दूसरा भाग - तापमान के बीच अंतर के कारण पानी और हवा, यानी संपर्क (थर्मल चालन और संवहन) द्वारा गर्मी हस्तांतरण। विकिरण द्वारा पानी से बहुत कम मात्रा में गर्मी दूर की जाती है, जिसे आमतौर पर गर्मी संतुलन में ध्यान में नहीं रखा जाता है। उसी समय, से ठंडे पानी में गर्मी का प्रवाह होता है सौर विकिरण, जो इतना छोटा है कि कूलिंग टावरों और स्प्रे तालाबों के ताप संतुलन में इसकी उपेक्षा की जाती है।

अधिक गर्म पिंडों से कम गर्म पिंडों में ऊष्मा का स्थानांतरण चालन, संवहन और तापीय विकिरण के माध्यम से किया जाता है। -

विकिरण और तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं की तुलना। तापीय चालकता शरीर के सूक्ष्म कणों की गति के कारण होती है; विकिरण द्वारा ऊष्मा का आदान-प्रदान विद्युत चुम्बकीय तरंगों या फोटॉनों के माध्यम से किया जाता है। निर्वात में कोई तापीय चालकता नहीं होती है। निकायों के बीच विकिरण द्वारा ऊष्मा का आदान-प्रदान भौतिक माध्यम की उपस्थिति और अनुपस्थिति दोनों में किया जाता है। यदि माध्यम विकिरण को अवशोषित नहीं करता है, तो इसका तापमान गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया को प्रभावित नहीं करता है। उदाहरण के लिए, आप बर्फ से बने लेंस से सूर्य की किरणों को केंद्रित करके लकड़ी की वस्तु में आग लगा सकते हैं।

ईंधन का दहन गर्मी की रिहाई और हस्तांतरण के साथ-साथ नुकसान, या बल्कि, पर्यावरण में गर्मी के अपव्यय के साथ होता है। ऊष्मा का स्थानांतरण संवहन द्वारा होता है, अर्थात एक सीधी गतिमान गैस धारा द्वारा, साथ ही ठोस कणों की एक धारा द्वारा। इसके अलावा, गैस के भीतर गर्मी हस्तांतरण होता है और कण थर्मल चालन और विकिरण के माध्यम से बहते हैं। गैस और कण मीडिया में तापीय चालकता, साथ ही आणविक प्रसार, उनकी गति की परवाह किए बिना होता है। प्रसार और तापीय चालकता के कारण प्रवाह और द्रव्यमान और गर्मी संयुक्त रूप से ग्रेडिएंट्स की उपस्थिति में उत्पन्न होती है - तापमान और सांद्रता (अधिक सटीक, रासायनिक क्षमता x) - और परस्पर द्वारा निर्धारित की जाती हैं रैखिक कार्यऔर y7 (देखें अध्याय V और VI)। लेकिन व्यवहार में, एकाग्रता ढाल के कारण गर्मी हस्तांतरण, साथ ही तापमान ढाल (थर्मल प्रसार) के कारण बड़े पैमाने पर स्थानांतरण की उपेक्षा की जा सकती है।

एक समतापीय प्रवाह के लिए T - onst और संबंध p = pRT से सूत्र (3a) निम्नानुसार है - 1. रुद्धोष्म प्रवाह के मामले में, यह माना जाता है कि ऊष्मा केवल संवहन के माध्यम से स्थानांतरित होती है (न तो ऊष्मा चालन होता है और न ही विकिरण होता है) ), जबकि हमारे पास सूत्र (21) में dQ = O है। सिंगल के लिए

कई किलोवाट। एक सहायक सर्किट की मदद से, एक चिंगारी बनाई जाती है, जो एक निश्चित मात्रा में आयन उत्पन्न करती है, और फिर, चुंबकीय प्रेरण के माध्यम से, आयनित गैस में एक मजबूत रिंग करंट उत्पन्न होता है। परिणामी प्लाज्मा को हजारों डिग्री केल्विन तक गर्म किया जाता है, जो उस तापमान से बहुत अधिक होता है जिस पर क्वार्ट्ज ग्लास नरम होता है। जाहिर है, स्रोत को आत्म-विनाश से बचाने के लिए एक रास्ता खोजना आवश्यक है, जो एक आर्गन करंट का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है जो शीतलक के रूप में कार्य करता है। आर्गन को बाहरी ट्यूब (चित्र 9-6) से तेज गति से स्पर्शरेखा से खिलाया जाता है, जिससे एक भंवर प्रवाह (आंकड़ा में दिखाया गया है) का निर्माण होता है, और तापमान कम हो जाता है। गर्म प्लाज्मा टॉरॉयड के आकार की दीवारों से कुछ दूरी पर स्थिर हो जाता है, जो ओवरहीटिंग को भी रोकता है। नमूने को एक स्प्रेयर में छिड़का जाता है (चित्र में नहीं दिखाया गया है) और आर्गन के धीमे प्रवाह द्वारा केंद्र तक (पैटी में छेद तक) ले जाया जाता है। यहां इसे 7000 K तक की तापीय चालकता और विकिरण के कारण गर्म किया जाता है और पूरी तरह से परमाणु और उत्तेजित होता है। आयनीकरण के कारण निर्धारित परमाणुओं का नुकसान प्लाज्मा एएएस में कठिनाइयों का एक स्रोत है) आईसीपी स्पेक्ट्रोस्कोपी में भूमिका नहीं निभाता है। बड़ी भूमिकाअधिक आसानी से आयनित करने योग्य आर्गन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण।

उत्प्रेरक कणिकाओं के बीच चैनलों के माध्यम से गैस मिश्रण बहता है। इस मामले में, कणों और प्रवाह के बीच गर्मी और द्रव्यमान स्थानांतरण होता है। प्रवाह के मूल में, द्रव्यमान और गर्मी हस्तांतरण मुख्य रूप से संवहन के कारण होता है, क्योंकि प्रवाह आमतौर पर अशांत होता है। सतह के पास एक लामिना की सीमा परत होती है, जिसमें ग्रेन्युल की सतह के पास गैस का वेग शून्य हो जाता है . सतह के विपरीत दिशा में इसके माध्यम से अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों का परिवहन आणविक प्रसार द्वारा किया जाता है, और गर्मी - तापीय चालकता द्वारा। गर्मी हस्तांतरण कण से कण तक संपर्क सतह और कणों के बीच विकिरण के माध्यम से गर्मी चालन के माध्यम से भी हो सकता है।

गर्मी हस्तांतरण तीन प्रकार के होते हैं: चालन, संवहन और उज्ज्वल गर्मी। तापीय चालकता विभिन्न तापमानों वाले कणों के बीच सीधे संपर्क द्वारा गर्मी हस्तांतरण की घटना है। इस प्रकार में ठोस पदार्थों में गर्मी हस्तांतरण शामिल है, उदाहरण के लिए, तंत्र की दीवार के माध्यम से। संवहन एक तरल या गैस के कणों को छेदने और उन्हें एक साथ मिलाने के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की घटना है। गर्मी हस्तांतरण विकिरण के माध्यम से भी किया जा सकता है - विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में प्रकाश की तरह ऊर्जा का हस्तांतरण।

ईंधन के दहन (गैसीकरण) की प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका ठोस और गैस चरणों की पारस्परिक गति की दिशा द्वारा निभाई जाती है। गैस की आवाजाही को व्यवस्थित करने के लिए दो योजनाएं हैं और ईंधन प्रवाह प्रत्यक्ष-प्रवाह और प्रति-धारा है। गैस और ईंधन प्रवाह की प्रत्यक्ष-प्रवाह योजना में, गर्म गैसों की भागीदारी के बिना और मुख्य रूप से गर्मी चालन और विकिरण द्वारा दहन क्षेत्र से गर्मी के हस्तांतरण के माध्यम से, अभिकर्मकों की थर्मल तैयारी कम तीव्रता से होती है। काउंटरबर्निंग योजना में, ईंधन का अधिक विश्वसनीय प्रज्वलन प्राप्त किया जाता है, क्योंकि इसे गर्म करने के लिए गर्मी का हस्तांतरण गर्म गैसों से संवहन और गर्म सतहों से तापीय चालकता द्वारा किया जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि छितरी हुई सामग्री के संबंध में, तापीय चालकता शब्द का उपयोग केवल सशर्त रूप से किया जा सकता है, यदि इस अवधारणा का अर्थ न केवल प्रवाहकीय गर्मी हस्तांतरण (यानी, तापीय चालकता उचित) है, बल्कि संवहन और विकिरण के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण भी है। इस प्रकार, छितरी हुई मीडिया के लिए निर्धारित तापीय चालकता गुणांक फूरियर समीकरण में तापीय चालकता गुणांक के बराबर एक निश्चित मूल्य है, यदि, सामान्य रूप से, यह समीकरण दी गई शर्तों के तहत लागू होता है (यानी, यदि सूचीबद्ध के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया तंत्र को इस समीकरण द्वारा सटीक रूप से वर्णित किया जा सकता है)। इसलिए, इस मान को तापीय चालकता के समतुल्य गुणांक कहना अधिक सही है (देखें खंड II, आदि)। हालांकि, इसे ध्यान में रखते हुए, हम संक्षिप्तता के लिए आम तौर पर स्वीकृत शब्द तापीय चालकता रखेंगे।

इन शोधकर्ताओं ने अपने डेटा की तुलना कण समुच्चय की प्रभावी तापीय चालकता के लिए अभिव्यक्ति के साथ की। वे कहते हैं, मेयर की तरह, कि किसी भी सतह के माध्यम से प्रभावी तापीय चालकता प्रत्येक द्वारा कवर की गई सतह के हिस्से के संबंध में हवा और ईंधन की औसत तापीय चालकता के बराबर होती है, और समान तापीय चालकता ब्लैकबॉडी विकिरण से रिक्तियों के माध्यम से प्राप्त की जाती है। . इस समीकरण के माध्यम से, उनके द्वारा अनुमत कुछ सरलीकरण के साथ, मेयर ईंधन की वास्तविक तापीय चालकता, voids की मात्रा, टन-जीवित परत में तापमान के संदर्भ में ईंधन परत की प्रभावी तापीय चालकता को व्यक्त करने में सक्षम था। और सबसे बड़े कणों का व्यास। रिक्तियों को भरने वाली गैस की चालकता इसके विश्लेषण डेटा में शामिल है विभिन्न भागऔर सीधे नहीं मिल सकता। 50% की शून्य मात्रा के साथ 815° पर कोक बेड की प्रभावी तापीय चालकता और 2.54 C/I की ऊपरी अनाज आकार सीमा के साथ इस अभिव्यक्ति द्वारा दिए गए परिमाण सूचकांक के क्रम के रूप में दिया गया है, जिसे 0.00414 निर्धारित किया गया था। ईंधन की वास्तविक तापीय चालकता प्रभावी का इतना छोटा हिस्सा (लगभग 5%) है कि पूरी परत की प्रभावी तापीय चालकता काफी हद तक इस्तेमाल किए गए ईंधन से स्वतंत्र होती है।

सामान्य प्रावधान। प्रौद्योगिकी में, किसी को अक्सर गर्मी हस्तांतरण के ऐसे मामलों से निपटना पड़ता है जब परिवेश का तापमान दिया जाता है, न कि दीवार की सतह का तापमान। थर्मल चालन और थर्मल विकिरण की तुलना में, आसपास के तरल या गैसीय माध्यम से दीवार की सतह तक संवहन द्वारा गर्मी का स्थानांतरण बहुत अधिक जटिल और अध्ययन की जाने वाली प्रक्रिया से बहुत दूर है। जब ऊष्मा किसी ठोस से द्रव या गैस में प्रवाहित होती है, तो तापीय चालकता के कारण गर्मी हस्तांतरण, संवहन के कारण गर्मी हस्तांतरण की तुलना में इसके परिमाण में पृष्ठभूमि में घट जाता है। उत्तरार्द्ध में यह तथ्य शामिल है कि दीवार से सटे तरल या गैस की चलती परत में, इस परत में मौजूद प्रवाह के कारण, हर कोई दीवार के संपर्क में आता है। समय नया। और नए कण, जो इस तरह या तो अपने साथ गर्मी ले जाते हैं, या उस दीवार को दे देते हैं जिसके साथ वे संपर्क में आते हैं। यह संवहनी स्थानांतरण

कश्मीर एक ज्ञात तापमान और बर्नर के स्थान पर रखा गया। इस तरह लौ की वर्णक्रमीय चमक का मूल्य प्राप्त करना संभव था और इसलिए, किरचॉफ के नियम के अनुसार, लौ के तापमान के समान तापमान पर एक काले शरीर की वर्णक्रमीय चमक भी। इस तापमान की तुलना लौ के तापमान से की गई, जिसे निम्नानुसार मापा गया। लौ के बाहर स्थित एक पतली प्लैटिनम-रोडियम तार को करंट पास करके गर्म किया गया, और इसकी विकिरण ऊर्जा को विभिन्न तापमानों पर थर्मोपिलर द्वारा मापा गया। उत्तरार्द्ध को एक ऑप्टिकल पाइरोमीटर का उपयोग करके मापा गया था। इसके आधार पर, तापमान के एक फलन के रूप में एक विकिरण ऊर्जा वक्र (तार की लंबाई के वाट प्रति सेंटीमीटर में) का निर्माण किया गया था। फिर तार को लौ में डाला गया, और इसका तापमान के विभिन्न मूल्यों के लिए मापा गया विद्युतीय ऊर्जा. यहां से, तापमान के एक फलन के रूप में ऊर्जा की आपूर्ति (वायर लंबाई के वाट प्रति सेंटीमीटर में) को व्यक्त करते हुए, एक और वक्र का निर्माण किया गया था। एक निश्चित तापमान के लिए, ये वक्र प्रतिच्छेद करते हैं। तार विकिरण के लिए, लौ व्यावहारिक रूप से पारदर्शी होती है। यह लौ के अवरक्त अवशोषण बैंड के क्षेत्र में तार की अपेक्षाकृत कम उत्सर्जन से निम्नानुसार है, और, i jro के अलावा, प्रत्यक्ष प्रयोग द्वारा पुष्टि की गई थी। अतः इस तापमान पर बाजरे द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा की मात्रा आपूर्ति की गई विद्युत ऊर्जा की मात्रा के बराबर होती है। यह तभी हो सकता है जब ऊर्जा नष्ट न हो और तार को ऊष्मा चालन या संवहन द्वारा प्रदान न किया जाए, अर्थात। यदि तार का तापमान और गैस की लौ समान है। इसलिए, प्रतिच्छेदन बिंदु गैस की लौ का तापमान निर्धारित करता है।

वाष्पीकरण के दौरान, बूंद को ठंडा किया जाता है। गर्मी चालन और प्रसार की घटना के बीच सादृश्य को देखते हुए (संवहन और विकिरण के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की उपेक्षा करना, एक गैसीय माध्यम की तापीय चालकता आर को तापमान और वाष्प एकाग्रता से स्वतंत्र मानते हुए, अर्थात, एल \u003d ऑनस्ट मानते हुए), हम समीकरण के एक गोलाकार बूंद के पास एक स्थिर तापमान वितरण के लिए लिख सकते हैं, समान (4.3)

मुरौर ने पूर्ण मात्रात्मक सिद्धांत नहीं दिया, बल्कि परिणामों को जोड़ा एक बड़ी संख्या मेंदहन प्रक्रिया की गुणात्मक तस्वीर के साथ प्रयोग। दहनशील गैस मिश्रण का निर्माण करने वाले ईंधन की सतह के अपघटन को उस चरण के रूप में माना जाता है जो जलने की दर को निर्धारित करता है, और दबाव, प्रारंभिक तापमान, लौ तापमान, विस्फोट की गर्मी और विकिरण जैसे मापदंडों की व्याख्या की जाती है जैसे कि उन्होंने इस प्रारंभिक अपघटन को प्रभावित किया हो। . लौ से ईंधन की सतह तक ऊर्जा का स्थानांतरण ऊष्मा चालन की प्रक्रिया के माध्यम से होता है, जिसकी दर दबाव के समानुपाती होती है, और विकिरण की प्रक्रिया, जो दबाव पर निर्भर नहीं करती है। यह जलने की दर के लिए निम्नलिखित कानून देता है

विषय: भौतिकी और खगोल विज्ञान

कक्षा: 8 रूस

विषय: ऊष्मा चालन, संवहन, विकिरण।

पाठ प्रकार: संयुक्त

पाठ का उद्देश्य:

प्रशिक्षण: गर्मी हस्तांतरण की अवधारणा का परिचय दें, गर्मी हस्तांतरण के प्रकारों के साथ, समझाएं कि किसी भी प्रकार के गर्मी हस्तांतरण में गर्मी का हस्तांतरण हमेशा एक दिशा में जाता है; कि, आंतरिक संरचना के आधार पर, विभिन्न पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) की तापीय चालकता अलग है, कि काली सतह सबसे अच्छा उत्सर्जक और सबसे अच्छा ऊर्जा अवशोषक है।

विकासशील: विषय में संज्ञानात्मक रुचि विकसित करना।

शैक्षिक: जिम्मेदारी की भावना पैदा करने के लिए, अपने विचारों को सक्षम और स्पष्ट रूप से व्यक्त करने की क्षमता, खुद को रखने और एक टीम में काम करने में सक्षम होने के लिए

अंतःविषय संचार: रसायन विज्ञान, गणित

दृश्य एड्स: 21-30 चित्र, तापीय चालकता तालिका

तकनीकी प्रशिक्षण सहायता: __________________________________________________

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पाठ संरचना

1. हेसबक संगठन(दो मिनट।)

छात्रों का अभिवादन

पाठ के लिए छात्रों की उपस्थिति और कक्षा की तैयारी की जाँच करना।

2. गृहकार्य का सर्वेक्षण (15 मिनट)विषय: आंतरिक ऊर्जा। आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीके।

3. नई सामग्री की व्याख्या। (15 मिनट)

आंतरिक ऊर्जा को बदलने की वह विधि जिसमें अधिक गर्म पिंड के कण, अधिक गतिज ऊर्जा वाले, कम गर्म पिंड के संपर्क में आने पर, ऊर्जा को सीधे कम गर्म पिंड के कणों में स्थानांतरित करते हैं, कहलाती हैगर्मी का हस्तांतरण गर्मी हस्तांतरण तीन प्रकार के होते हैं: चालन, संवहन और विकिरण।

इस प्रकार के गर्मी हस्तांतरण की अपनी विशेषताएं हैं, हालांकि, उनमें से प्रत्येक के लिए गर्मी हस्तांतरण हमेशा एक दिशा में जाता है: गर्म शरीर से ठंडे शरीर तक . उसी समय, एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है, और एक ठंडे शरीर की ऊर्जा बढ़ जाती है।

सीधे संपर्क या मध्यवर्ती निकायों के माध्यम से शरीर के गर्म हिस्से से कम गर्म हिस्से में या गर्म शरीर से कम गर्म शरीर में ऊर्जा हस्तांतरण की घटना कहलाती हैऊष्मीय चालकता।

एक ठोस पिंड में, कण लगातार दोलन गति में होते हैं, लेकिन अपनी संतुलन अवस्था को नहीं बदलते हैं। गर्म होने पर जैसे-जैसे शरीर का तापमान बढ़ता है, अणु अधिक तीव्रता से दोलन करने लगते हैं, जैसे-जैसे उनकी गतिज ऊर्जा बढ़ती है। इस बढ़ी हुई ऊर्जा का एक हिस्सा धीरे-धीरे एक कण से दूसरे कण में स्थानांतरित होता है, अर्थात। शरीर के एक भाग से शरीर के आस-पास के अंगों तक आदि। लेकिन सभी ठोस एक ही तरह से ऊर्जा स्थानांतरित नहीं करते हैं। उनमें से तथाकथित इंसुलेटर हैं, जिसमें ऊष्मा चालन का तंत्र काफी धीरे-धीरे होता है। इनमें एस्बेस्टस, कार्डबोर्ड, पेपर, फेल्ट, रैनाइट, लकड़ी, कांच और कई अन्य ठोस पदार्थ शामिल हैं। मेडब और सिल्वर में उच्च तापीय चालकता होती है। ये ऊष्मा के अच्छे संवाहक होते हैं।

तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है। जब एक तरल को गर्म किया जाता है, तो आंतरिक ऊर्जा को एक गर्म क्षेत्र से कम गर्म क्षेत्र में अणुओं के टकराव से और आंशिक रूप से प्रसार के कारण स्थानांतरित किया जाता है: तेज अणु कम गर्म क्षेत्र में प्रवेश करते हैं।

गैसों में, विशेष रूप से दुर्लभ में, अणु एक दूसरे से पर्याप्त बड़ी दूरी पर होते हैं, इसलिए उनकी तापीय चालकता तरल पदार्थों की तुलना में भी कम होती है।

उत्तम विसंवाहक है खालीपन , क्योंकि इसमें आंतरिक ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए कणों की कमी होती है।

आंतरिक अवस्था के आधार पर, विभिन्न पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) की तापीय चालकता अलग-अलग होती है।

तापीय चालकता पदार्थ में ऊर्जा हस्तांतरण की प्रकृति पर निर्भर करती है और शरीर में ही पदार्थ की गति से संबंधित नहीं होती है।

यह ज्ञात है कि पानी की तापीय चालकता कम होती है, और जब पानी की ऊपरी परत गर्म होती है, तो निचली परत ठंडी रहती है। हवा पानी से भी बदतर गर्मी का संचालन करती है।

कंवेक्शन - यह एक गर्मी हस्तांतरण प्रक्रिया है जिसमें तरल या गैस के जेट द्वारा ऊर्जा स्थानांतरित की जाती है।लैटिन में संवहन का अर्थ है"मिश्रण"। ठोस में संवहन अनुपस्थित होता है और निर्वात में नहीं होता है।

दैनिक जीवन और प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला संवहन है प्राकृतिक या मुक्त .

जब द्रव या गैसों को समान रूप से मिलाने के लिए पंप या मिक्सर के साथ मिलाया जाता है, तो संवहन कहलाता है मजबूर

हीट सिंक एक ऐसा उपकरण है जो एक सपाट बेलनाकार धातु का कंटेनर होता है, जिसका एक पक्ष काला होता है और दूसरा चमकदार होता है। इसके अंदर हवा होती है, जो गर्म होने पर फैल सकती है और छेद से बाहर निकल सकती है।

उस स्थिति में जब ऊष्मा को किसी गर्म वस्तु से ऊष्मा सिंक में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें ऊष्मा किरणें आंख से अदृश्य हो जाती हैं, तो ऊष्मा स्थानांतरण के प्रकार को कहा जाता हैविकिरण या दीप्तिमान गर्मी हस्तांतरण

कब्जा विकिरण ऊर्जा को शरीर की आंतरिक ऊर्जा में बदलने की प्रक्रिया कहलाती है

विकिरण (या उज्ज्वल गर्मी हस्तांतरण) - विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करके ऊर्जा को एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है।

शरीर का तापमान जितना अधिक होगा, विकिरण की तीव्रता उतनी ही अधिक होगी। विकिरण द्वारा ऊर्जा के हस्तांतरण के लिए किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती है: ऊष्मा किरणें निर्वात के माध्यम से भी फैल सकती हैं।

काली सतह-सबसे अच्छा उत्सर्जक और सबसे अच्छा अवशोषक, इसके बाद खुरदरी, सफेद और पॉलिश की गई सतह।

अच्छे ऊर्जा अवशोषक अच्छे उत्सर्जक होते हैं और बुरे अवशोषक खराब ऊर्जा उत्सर्जक होते हैं।

4. फिक्सिंग:(दस मिनट)स्व-परीक्षा, असाइनमेंट और अभ्यास के लिए प्रश्न

कार्य: 1) धातु और कांच, पानी और हवा की तापीय चालकता की तुलना, 2) आवासीय क्षेत्र में संवहन का अवलोकन।

6. छात्रों के ज्ञान का आकलन (1 मिनट)

मुख्य साहित्य: भौतिकी और खगोल विज्ञान ग्रेड 8

आगे पढ़ना: एन डी बिस्टको "भौतिकी" भाग 1 और 2

हीट कंडक्टिविटी समान क्षमता के एल्युमिनियम और ग्लास पैन में डालें गर्म पानी. कौन सा बर्तन उसमें डाले गए पानी के तापमान तक जल्दी गर्म हो जाएगा? एल्यूमीनियम कांच की तुलना में तेजी से गर्मी का संचालन करता है, इसलिए एल्यूमीनियम पैन जल्दी से उसमें डाले गए पानी के तापमान तक गर्म हो जाएगा

संवहन औद्योगिक रेफ्रिजरेटर में, पाइप के माध्यम से हवा को ठंडा किया जाता है जिसके माध्यम से ठंडा तरल बहता है। ये पाइप कहाँ स्थित होने चाहिए: कमरे के ऊपर या नीचे? कमरे को ठंडा करने के लिए, पाइप जिसके माध्यम से ठंडा तरल प्रवाहित होता है, शीर्ष पर स्थित होना चाहिए। ठंडे पाइप के संपर्क में आने वाली गर्म हवा ठंडी हो जाएगी और आर्किमिडीज बल की कार्रवाई के तहत नीचे गिर जाएगी।

गर्मी हस्तांतरण के प्रकार गर्मी हस्तांतरण की विशेषताएं चित्रा थर्मल चालकता के लिए एक निश्चित समय की आवश्यकता होती है, पदार्थ नहीं चलता है परमाणु-आणविक ऊर्जा हस्तांतरण संवहन पदार्थ जेट में स्थानांतरित होता है तरल और गैस में देखा जाता है प्राकृतिक, मजबूर गर्म ऊपर, ठंडा नीचे की ओर विकिरण सभी गर्म शरीर विकिरण करते हैं यह है पूर्ण निर्वात में किया गया विकिरणित, परावर्तित, अवशोषित

गर्मी हस्तांतरण अधिक गर्म निकायों या शरीर के कुछ हिस्सों से कम गर्म निकायों में ऊर्जा हस्तांतरण की एक सहज अपरिवर्तनीय प्रक्रिया है। गर्मी हस्तांतरण एक शरीर या निकायों की प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा को बदलने का एक तरीका है। गर्मी हस्तांतरण प्रकृति में, प्रौद्योगिकी में और रोजमर्रा की जिंदगी में प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है और साथ देता है। गर्मी हस्तांतरण तीन प्रकार के होते हैं: चालन, संवहन और विकिरण।

 लिखित:तापीय चालकता शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में या एक शरीर से दूसरे शरीर में उनके सीधे संपर्क के साथ आंतरिक ऊर्जा के हस्तांतरण की घटना है।
अणु एक-दूसरे से जितने सघन होते हैं, शरीर की तापीय चालकता उतनी ही बेहतर होती है। (तापीय चालकता इस पर निर्भर करती है विशिष्ट ऊष्मातन)
प्रयोग पर विचार करें, मोम की सहायता से कार्नेशन्स को धातु की छड़ से जोड़ा जाता है। एक छोर पर, एक स्पिरिट लैंप को रॉड पर लाया गया, समय के साथ रॉड पर गर्मी फैलती है, मोम पिघल जाता है और लौंग गिर जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि गर्म होने पर अणु तेजी से आगे बढ़ने लगते हैं। अल्कोहल लैंप की लौ रॉड के एक छोर को गर्म करती है, इस छोर से अणु तेजी से दोलन करने लगते हैं, पड़ोसी अणुओं से टकराते हैं और अपनी ऊर्जा का कुछ हिस्सा उन्हें स्थानांतरित करते हैं, इसलिए आंतरिक ऊर्जा एक हिस्से से दूसरे हिस्से में स्थानांतरित होती है।

संवहन तरल या गैस की परतों के साथ आंतरिक ऊर्जा का स्थानांतरण है। ठोस में संवहन असंभव है।
विकिरण किरणों (विद्युत चुम्बकीय विकिरण) द्वारा आंतरिक ऊर्जा का स्थानांतरण है।

व्यायाम:

समाधान:
उत्तर: 2.
1) शांत मौसम में एक पर्यटक ने पड़ाव पर आग जलाई। आग से कुछ दूरी पर होने के कारण पर्यटक को गर्मी का अहसास होता है। आग से पर्यटक तक ऊष्मा के स्थानांतरण की प्रक्रिया मुख्य रूप से किस प्रकार हो रही है?
1) चालन द्वारा
2) संवहन द्वारा
3) विकिरण द्वारा
4) चालन और संवहन द्वारा
समाधान (धन्यवाद अलीना):विकिरण के माध्यम से। चूंकि इस मामले में ऊर्जा तापीय चालकता द्वारा स्थानांतरित नहीं की गई थी, क्योंकि व्यक्ति और आग के बीच हवा थी - गर्मी का एक खराब संवाहक। यहां संवहन भी नहीं देखा जा सकता है, क्योंकि आग व्यक्ति के बगल में थी, और उसके नीचे नहीं, इसलिए, इस मामले में, विकिरण द्वारा ऊर्जा हस्तांतरण होता है।
उत्तर: 3
व्यायाम:कौन सा पदार्थ सामान्य स्थितिसबसे अच्छी तापीय चालकता है?
1) पानी 2) स्टील 3) लकड़ी 4) हवा
समाधान:हवा में खराब तापीय चालकता है क्योंकि अणुओं के बीच की दूरी बड़ी है। स्टील में सबसे छोटी ऊष्मा क्षमता होती है।
उत्तर: 2.
ओगे टास्कभौतिकी में (फिपी): 1) शिक्षक ने निम्नलिखित प्रयोग किया। पैराफिन के साथ तय किए गए कार्नेशन्स के साथ एक ही आकार की दो छड़ें (बाईं ओर तांबा, और दाईं ओर स्टील) को स्पिरिट लैंप (आंकड़ा देखें) का उपयोग करके अंत से गर्म किया गया था। गर्म होने पर पैराफिन पिघल जाता है और लौंग गिर जाती है।


प्रस्तावित सूची में से दो कथन चुनें जो प्रयोगात्मक अवलोकनों के परिणामों के अनुरूप हों। उनकी संख्या सूचीबद्ध करें।
1) धातु की छड़ों का ताप मुख्यतः विकिरण द्वारा होता है।
2) धातु की छड़ों का तापन मुख्यतः संवहन द्वारा होता है।
3) धातु की छड़ों का ताप मुख्यतः ऊष्मा चालन द्वारा होता है।
4) तांबे का घनत्व स्टील के घनत्व से कम होता है।
5) तांबे की तापीय चालकता स्टील की तापीय चालकता से अधिक होती है
समाधान:धातु की छड़ों का ताप मुख्य रूप से ऊष्मा चालन द्वारा होता है, आंतरिक ऊर्जा छड़ के एक भाग से दूसरे भाग में जाती है। तांबे की तापीय चालकता स्टील की तापीय चालकता से अधिक होती है, क्योंकि तांबा तेजी से गर्म होता है।
उत्तर: 35

भौतिकी में ओगे असाइनमेंट (फिपी):बर्फ के दो समान ब्लॉकों को ठंढ से गर्म कमरे में लाया गया था। पहली पट्टी को ऊनी दुपट्टे में लपेटा गया था, और दूसरा खुला छोड़ दिया गया था। कौन सा बार तेजी से गर्म होगा? उत्तर स्पष्ट कीजिए।
समाधान:दूसरी पट्टी तेजी से गर्म होगी, ऊनी दुपट्टा कमरे से बार में आंतरिक ऊर्जा के हस्तांतरण को रोकेगा। ऊन अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करता है, इसमें खराब तापीय चालकता है, इसलिए बर्फ का ब्लॉक अधिक धीरे-धीरे गर्म होगा।

भौतिकी में ओगे असाइनमेंट (फिपी):गर्म केतली किस रंग की होती है - काली या सफेद - अन्य के साथ समान शर्तेंतेजी से ठंडा होगा और क्यों?
1) सफेद, क्योंकि यह गर्मी विकिरण को अधिक तीव्रता से अवशोषित करता है
2) सफेद, क्योंकि इससे निकलने वाली तापीय विकिरण अधिक तीव्र होती है
3) काला, क्योंकि यह गर्मी विकिरण को अधिक तीव्रता से अवशोषित करता है
4) काला, क्योंकि इससे निकलने वाली तापीय विकिरण अधिक तीव्र होती है
समाधान:काले शरीर गर्मी विकिरण को बेहतर तरीके से अवशोषित करते हैं, उदाहरण के लिए, एक काले टैंक में पानी एक सफेद टैंक की तुलना में धूप में तेजी से गर्म होता है। रिवर्स प्रक्रिया भी सच है, काले शरीर तेजी से ठंडा होते हैं।
उत्तर: 4

भौतिकी में ओगे असाइनमेंट (फिपी):पर ठोसगर्मी हस्तांतरण द्वारा किया जा सकता है
1) तापीय चालकता
2) संवहन
3) संवहन और ऊष्मा चालन
4) विकिरण और संवहन
समाधान:ठोस पदार्थों में, ऊष्मा का स्थानांतरण केवल चालन द्वारा ही किया जा सकता है। एक ठोस में, अणु संतुलन की स्थिति के पास होते हैं, और केवल इसके चारों ओर दोलन कर सकते हैं, इसलिए संवहन असंभव है।
उत्तर: 1

भौतिकी में ओगे असाइनमेंट (फिपी):किस मग से - धातु या चीनी मिट्टी - क्या आपके होठों को जलाए बिना गर्म चाय पीना आसान है? समझाओ क्यों।
समाधान:एक धातु मग की तापीय चालकता अधिक होती है, और गर्म चाय से गर्मी तेजी से होठों में स्थानांतरित हो जाएगी और अधिक जल जाएगी।

अणुओं और परमाणुओं की तीव्र अराजक गति से निर्धारित होता है जिससे यह पदार्थ बना है। तापमान आणविक गति की तीव्रता का एक उपाय है। किसी दिए गए तापमान पर किसी पिंड में ऊष्मा की मात्रा उसके द्रव्यमान पर निर्भर करती है; उदाहरण के लिए, एक ही तापमान पर, एक बड़े कप पानी में छोटे कप की तुलना में अधिक गर्मी होती है, और एक बाल्टी में अधिक गर्मी होती है। ठंडा पानीयह एक कप गर्म पानी से अधिक हो सकता है (हालाँकि बाल्टी में पानी का तापमान कम होता है)। गर्मजोशी नाटक महत्वपूर्ण भूमिकामानव जीवन में, उसके शरीर के कामकाज सहित। भोजन में निहित रासायनिक ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा में परिवर्तित हो जाता है, जिससे शरीर का तापमान 37 डिग्री सेल्सियस के करीब बना रहता है। मानव शरीर का ताप संतुलन परिवेश के तापमान पर भी निर्भर करता है, और लोग सर्दियों में आवासीय और औद्योगिक परिसरों को गर्म करने और गर्मियों में उन्हें ठंडा करने पर बहुत अधिक ऊर्जा खर्च करने के लिए मजबूर होते हैं। इस ऊर्जा का अधिकांश भाग आपूर्ति किया जाता है थर्मल मशीन, जैसे बॉयलर संयंत्र और बिजली संयंत्रों में भाप टर्बाइन जो जीवाश्म ईंधन (कोयला, तेल) का उपयोग करते हैं और बिजली उत्पन्न करते हैं।

18वीं सदी के अंत तक। गर्मी को एक भौतिक पदार्थ माना जाता था, यह विश्वास करते हुए कि शरीर का तापमान उसमें निहित "कैलोरी द्रव" या "कैलोरी" की मात्रा से निर्धारित होता है। बाद में, बी. रमफोर्ड, जे. जूल और उस समय के अन्य भौतिकविदों ने, सरल प्रयोगों और तर्क के माध्यम से, "कैलोरिक" सिद्धांत का खंडन किया, यह साबित करते हुए कि गर्मी भारहीन है और इसे किसी भी मात्रा में केवल किसके कारण प्राप्त किया जा सकता है यांत्रिक गति. ऊष्मा अपने आप में कोई पदार्थ नहीं है - यह केवल उसके परमाणुओं या अणुओं की गति की ऊर्जा है। गर्मी की इसी समझ का आधुनिक भौतिकी पालन करता है।

गर्मी का हस्तांतरण- यह तापमान अंतर के कारण शरीर के अंदर या एक शरीर से दूसरे शरीर में गर्मी स्थानांतरित करने की प्रक्रिया है। गर्मी हस्तांतरण की तीव्रता पदार्थ के गुणों, तापमान अंतर पर निर्भर करती है और प्रकृति के प्रयोगात्मक रूप से स्थापित नियमों का पालन करती है। कुशल हीटिंग या कूलिंग सिस्टम, विभिन्न इंजन, पावर प्लांट, थर्मल इंसुलेशन सिस्टम बनाने के लिए, आपको हीट ट्रांसफर के सिद्धांतों को जानना होगा। कुछ मामलों में, हीट एक्सचेंज अवांछनीय है (पिघलने वाली भट्टियों, अंतरिक्ष यान आदि का थर्मल इन्सुलेशन), जबकि अन्य में यह जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए (भाप बॉयलर, हीट एक्सचेंजर्स, रसोई के बर्तन)।

जहां, पहले की तरह, क्यू- ऊष्मा प्रवाह (जूल प्रति सेकंड में, यानी डब्ल्यू में), ए- विकिरण शरीर का सतह क्षेत्र (एम 2 में), और टी 1 और टी 2 - विकिरण शरीर और इस विकिरण को अवशोषित करने वाले वातावरण का तापमान (केल्विन में)। गुणक एसस्टीफन-बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक कहा जाता है और यह (5.66961 x 0.00096) x10 -8 W / (m 2 DK 4) के बराबर है।

थर्मल विकिरण का प्रस्तुत कानून केवल एक आदर्श रेडिएटर के लिए मान्य है - तथाकथित बिल्कुल काला शरीर। कोई भी नहीं असली शरीरऐसा नहीं है, हालांकि इसके गुणों में एक सपाट काली सतह बिल्कुल काले शरीर के करीब पहुंचती है। प्रकाश की सतह अपेक्षाकृत कमजोर रूप से विकीर्ण होती है। कई "ग्रे" निकायों की आदर्शता से विचलन को ध्यान में रखते हुए, एक से कम गुणांक, जिसे उत्सर्जन कहा जाता है, को स्टीफन-बोल्ट्ज़मान कानून का वर्णन करने वाले अभिव्यक्ति के दाहिने तरफ पेश किया जाता है। एक सपाट काली सतह के लिए, यह गुणांक 0.98 तक पहुंच सकता है, और पॉलिश धातु के दर्पण के लिए यह 0.05 से अधिक नहीं है। इसी तरह, एक काले शरीर के लिए विकिरण अवशोषण क्षमता अधिक होती है और एक स्पेक्युलर शरीर के लिए कम होती है।

आवासीय और कार्यालय की जगहों को अक्सर छोटे विद्युत ताप उत्सर्जक के साथ गर्म किया जाता है; उनके सर्पिलों की लाल चमक स्पेक्ट्रम के अवरक्त भाग के किनारे के करीब एक दृश्यमान थर्मल विकिरण है। कमरे को गर्मी से गर्म किया जाता है, जो मुख्य रूप से विकिरण के अदृश्य, अवरक्त भाग द्वारा किया जाता है। रात्रि दृष्टि उपकरण एक थर्मल विकिरण स्रोत और एक अवरक्त-संवेदनशील रिसीवर का उपयोग करते हैं जो आपको अंधेरे में देखने की अनुमति देता है।

तापीय ऊर्जा का एक शक्तिशाली उत्सर्जक सूर्य है; यह 150 मिलियन किमी की दूरी पर भी पृथ्वी को गर्म करता है। तीव्रता सौर विकिरण, दुनिया के कई हिस्सों में स्थित स्टेशनों द्वारा साल दर साल रिकॉर्ड किया गया, लगभग 1.37 W / m 2 है। सौर ऊर्जा पृथ्वी पर जीवन का स्रोत है। इसका सबसे प्रभावी ढंग से उपयोग करने के तरीकों की खोज की जा रही है। घरों को गर्म करने और घरेलू जरूरतों के लिए बिजली पैदा करने के लिए सोलर पैनल बनाए गए हैं।