b= (V` - V ) / V0 (t` - t) (1.3)

b= (V` - V ) / V0 (t` - t) (1.3)

Так как для твердых и жидких тел тепловое расширение незначительно, то объем V₀при 0⁰С очень мало отличается от объема при другой температуре, например комнатной. Поэтому в выражении коэффициента объемного расширения можно заменить V₀через V, что практически удобнее.

b = (V` - V) / V (t` - t) (1.4)

Уместно отметить, что тепловое расширение газов настолько значительно, что замена на влечет уже заметное изменение, и поэтому в случае газов такое упрощение можно делать только для малых интервалов температур. Преобразую формулу (1.2), путем обозначения выражения (t`-t) на t, напишем

V` = V (1+bt) (1.5)

- данная формула позволяет рассчитать объем тела, если известны начальный объем и приращение температуры. Выражение (1+bt) – носит название бинома объемного расширения.

При увеличении объема тела плотность их уменьшается во столько раз, во сколько увеличилсяобъем.

Между коэффициентами линейного и объемного расширений существует определенная связь, которая расчетным и опытным путем была доказана и расчитана многими учеными и представляет собой следующее выражение:

b= 3a (1.6)

Отсюда видно, что коэффициент объемного расширения равен утроенному коэффициенту линейного расширения.

3. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ТЕПЛООБМЕНА

При теплообмене энергия переходит от тела с большой температурой к телу с меньшей температурой. Любая температурная шкала должна удовлетворять этому свойству. Эпирические температурные шкалы основаны на косвенных измерениях, т.е. на измерениях параметров, монотонно зависящих от температуры. Газовая шкала температур опирается на уравнение состояния идеального газа rV = n RT.

Термодинамическая, или абсолютная шкала температур определяется на основе второго начала термодинамики.

3.1 Виды теплообмена

Теплообмен осуществляется тремя различными способами. При теплообмене посредством теплопроводности перенос тепловой энергии происходит только путем взаимодействия частиц, находящихся в непосредственном соприкосновении друг с другом и имеющих различную температуру. Теплообмен путем теплопроводности в чистом виде имеет место толко в твердых телах.

Теплообмен посредством конвекции совершается путем перемещения материальных частиц и может иметь место только в жидкостях или газах. Если

причиной движения потоков жидкости или газа является неодинаковая плотность среды, вызванная разностью температур, то говорят о естественной конвекции. Движение потоков под действием внешних причин вызывает вынужденную конвекцию.

Третьим способом теплообмена является теплообмен посредством излучения.

Тепловое излучение представляет собой поток электромагнитных волн, излучаемых телом за счет его тепловой энергии и полностью или частично поглощаемых другими телами.

Теплопроводность. Распространение теплоты путем теплопроводности определяется законом Фурье q = - l grad Q, где q- тепловой поток, представляющий собой количество теплоты, переданной в единицу времени через единицу поверхности, grad Q - градиент температуры; l - теплопроводность.

Теплопроводность зависит от природы и физического состояния вещества. В анизотропных телах она зависит, кроме того, от направления распространения теплоты. Лучшими проводниками теплоты являются металлы. Наименьшей теплопроводностью обладают газы. Для газов теплопроводность зависит не только от состава газа, но и от температуры и при большом разрежении – от давления.

Полный тепловой поток, создаваемый разностью температур, определяется формулой

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 Следующая ⇒