10
Proces prostiranja toplote

Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

  • Upload
    others

  • View
    21

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Proces prostiranja toplote

Page 2: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Toplota je energija kretanja molekula.

Za nju je karakteristično da se kreće iz mjesta

više temperature u mjesto sa nižom

temperaturom, dok se mjesta toplotno ne

izjednače.

Toplota se ne prenosi sa jednog tijela na drugo,

ako su tijela u toplotnoj ravnoteži, tj. ako tijela

imaju istu temperaturu.

Toplota se mjeri jedinicama za energiju, odnosno

džulima (J).

Page 3: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Postoje 3 osnovna načina prostiranja toplote:

• provodjenje ( kondukcija )

• prelaženje ( konvekcija )

• zračenje ( radijacija )

Page 4: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti
Page 5: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti
Page 6: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

ProvoĐenje toplote

Provodjenje toplote se odvija u mikro razmjerama sa jednog molekula na drugi.

Molekuli toplijeg dijela tijela zbog svog haotičnog kretanja sudaraju se sa susjednim (‘hladnijim’) molekulima i predaju im dio svoje kinetičke energije.

Temperatursko polje:

1)nestacionarmo

T = f ( x, y, z, t)

2)stacionarno

T = f ( x, y, z) ;

Page 7: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Najbolji provodnici toplote su metali, kod kojih je λ=20÷420W/(mK). Kod metala l opada sa temperaturom. Materijali sa λ<0,25 W/(mK) se primenjuju za toplotnu izolaciju.

Kod tečnosti toplotna provodnost se smanjuje sa porastom temperature i u proseku iznosi 0,07÷0,7 W/(mK).

Najlošije provode toplotu gasovi. Toplotna provodnost gasova praktično ne zavisi od pritiska, a raste sa porastom temperature. On se kreće u granicama 0,006÷0,6 W/(mK), Na primer za vazduh pri 00C je λ=0,024 W/(mK).

Page 8: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti i gasova. Kada se strukturne čestice (molekuli, atomi, elektroni) dodiruju a pri tome imaju različite temperature, toplota se prenosi sa čestica koje imaju višu temperaturu na čestica koje imaju nižu temperaturu.

Ovakva preraspodela energije javlja se u svim telima ili delovima jednog tela između

kojih postoji termička neravnoteža. Prenos toplote provođenjem možemo dokazati i

sledećim eksprimentom: homogeni metalni štap, poprečnog preseka A, svojim krajevima

smešten u posude 1 i 2 slika 2.1.

Zagrevanjem vode, nakon izvesnog vremena, možemo primeniti na termometrima T1, T2,T3 i T4 različito temperaturno stanje,

Page 9: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Provođenje toplote kroz ravan zid

Količina toplote Q koja prolazi kroz zid srazmerna termičkoj provodnosti zida (λ) razlici temperatura (t1 – t2) površini zida (A), vremenu prostiranja toplote(τ) a obrnuto srazmerna debljini zida(δ).

Page 10: Proces prostiranja toplote · Prenos toplote provođenjem To je u suštini molekularni način prostiranja toplote,koji se javlja kod čvrstih tela i nepokretnih slojeva tečnosti

Količina toplote koja se provodi u jedinici vremena naziva se toplotni protok (fluks)

Još jednostavnije provođenje se izražava gustinom toplotnognprotoka, koja se naziva i

specifični protok

Količina δ/λ u imeniocu predhodnog izraza naziva se termički otpor provođenja toplote,

ZADATAK 1 Izračunati količinu toplote, toplotni fluks, specifični toplotni protok i termički otpor provođenju za ravan zid debljine d=50 cm termičke provodljivosti λ=50 W/mK širine 1200 mm i dužine 8000 mm ako je sajedne strane tida 220 ⁰C a sa druge 85 ⁰C u toku od 10 minuta.