Өткізгіштік – дененің немесе материалдың жылуды өткізу қабілеті. Бұл ретте ол қатты зат арқылы немесе бір заттан екіншісіне қозғалады, өйткені олардың екеуі де бір-бірімен жанасып тұрады. Бұл жылудың бүкіл дене арқылы өтуінің жалғыз жолы. Сұрақ туындайды: «Ауа және басқа материалдар жылуды қалай өткізеді?» Мақалада біліңіз!
Жылуөткізгіштік
Зат ішіндегі жылуды беру мүмкіндігі жылуөткізгіштік деп аталады. Бұл қасиет k әрпімен белгіленеді және W / (m × K) өлшенеді. Әр түрлі материалдар үшін жылу өткізгіштік мәндері әртүрлі. Сонымен, алтын, күміс және мыс жоғары жылу өткізгіштікке ие. Айтпақшы, бұл материалдар да электр тогын жақсы өткізеді. Ауа жылуды қалай өткізеді? Жауап қысқа: бұл нашар дирижер. Алтынның, күмістің және мыстың жоғары өткізгіштігі жылу энергиясын тасымалдауға зарядты тасымалдауға жауапты электрондардың да қатысуына байланысты.
Бірақ шыны және минералды жүн сияқты материалдардың жылу өткізгіштігі төмен. Бұл олардың қатты дененің ішіндегі жылу энергиясын беру үшін «бос» электрондарының өте аз болуымен түсіндіріледі. Бұл түрдегі материалдар оқшаулағыш деп аталады. Жылу беру жылдамдығы (яғни, жылу энергиясының қозғалыс жылдамдығы) жылу өткізгіштікке, температура айырмашылығына және дененің байланыс аймағына және материалына тікелей байланысты. Дәл осы себепті ауа жылуды жақсы өткізеді деп айтуға болмайды.
Егер материал жылуды жақсы өткізетін болса, онда ол дене арқылы тез қозғалады. Металдар жылу алмасу мақсатында кеңінен қолданылады, өйткені олардың бір мезгілде қыздыруға байланысты экстремалды температураларға төтеп бере отырып, жылу айналымына мүмкіндік беретін қасиеттері бар.
Бұл электрондар жылу энергиясын, сондай-ақ электр зарядын беруге жауапты. Сондықтан металдар жылу мен электр тогын жақсы өткізеді! Міне, сұрақтың жауабы: «Неге ауа жылуды нашар өткізеді?»
Алайда, жылу өткізгіштік (электрон энергиясының тасымалдануымен байланысты) дегенде электр өткізгіштігін (бұл электрондардың зарядына қатысты) шатастырмаңыз.
Тәжірибе арқылы дәлелдейміз
Металл шыбықтың бір ұшын жалынның үстінде ұстап көріңіз - бірнеше минуттан кейін ол қызады.
Енді ағаш таяқшаның ұшын жалынға салып ұстаңыз, оның ұшы қатты қызып, ақырында өртеніп кетеді. Дегенмен, ол үшін таяқтың соңыұстаңыз, салыстырмалы түрде салқын болыңыз.
Құрамына байланысты жылу дененің барлық көлеміне таралмайды: оның құрылымы электрондардың материал арқылы жылуды беруін қиындатады.
Осылайша, күнделікті тәжірибе ағаштың жылуды жақсы өткізбейтінін көрсетеді. Микроскоптың астында ағаш кесіндісін көрген болсаңыз, ағаштың құрылымын байқаған боларсыз: ол оқшаулағыш ретінде әрекет ететін жеке жасушалардан тұрады, өйткені олар бір-бірімен байланысты емес. Жасушалар ағыстағы тастар сияқты шашыраңқы. Атомдар үш өлшемді «торда» байланысқан металдарға қарағанда мұндай материал арқылы жылу әлдеқайда баяу өтеді.
Ауа жылуды нашар өткізеді. Күнделікті өмір тәжірибесі көрсетеді: терезелердің құрылымын есте сақтаңыз. Олар әрқашан кем дегенде екі көзілдіріктен тұрады, олардың арасында ауа «жастығы» бар. Бұл қабат бөлмедегі жылуды сыртқа шығармай сақтауға көмектеседі.
Сонымен, егер жылу энергиясы қатты дененің бір бөлігіне тікелей берілсе, нысандағы электрондар қозғалады. Бұл нысан арқылы өтетін атомдық тор тербелістеріне әкеледі, олар өткен кезде температураны арттырады. Қатты денедегі сілтемелер неғұрлым жақын болса, соғұрлым жылу тасымалданады.
Сұйықтар жылуды нашар өткізеді
Егер сіз суы бар пробирканың түбіне мұз текшесін бекітсеңіз (бұл үшін салмақты пайдалану керек, әйтпесе ол бетінде қалқып кетеді, сондықтанмұздың тығыздығы суға қарағанда төмен сияқты) және содан кейін түтіктің жоғарғы жағындағы суды қыздырсаңыз, түтіктің жоғарғы жағында су қайнайтынын және мұз текшесі қатып қалатынын көресіз.
Бұл судың жылуды нашар өткізетініне байланысты. Жылудың көп бөлігі құбырдың жоғарғы жағындағы судың ішіндегі конвекциялық токпен қозғалады, оның аз ғана бөлігі мұз текшесіне батады.
Ауа жылуды қалай өткізеді?
Ауа – газдар жиынтығы. Ол конвекция үшін тамаша болғанымен, оның тасымалдай алатын жылу мөлшері минималды, өйткені аздаған зат массасы көп жылуды сақтай алмайды, сондықтан ол жақсы өткізгіш болып саналмайды. Ауаның оқшаулау қасиеттерін адамзат күнделікті өмірде пайдаланады. Осылайша, олар ғимараттың қабырғаларындағы салқындатқыштарды оқшаулау үшін қолданылады. Тіпті термостың жұмысы ауаның жылуды жақсы өткізбейтіндігіне негізделген. Мысалдар өте көп!
Сонымен бұл құбылыстың себебі неде? Ауа тығыз емес болғандықтан, жылу энергиясын өткізгіштік арқылы беруге болатын белгілі бір масса бар. Сондықтан ол нашар өткізгіш, бірақ тамаша оқшаулағыш. Дегенмен, «Ауа жылуды өткізе ме?» Деген сұраққа жауап. - соншалықты анық емес. Сонымен, келесі құбылыстарды қарастырыңыз.
Сәулелену – толқындар немесе қозғалған бөлшектер арқылы энергияның берілуі. Ауа жылу энергиясын жеңуге мүмкіндік бермейтін жылу саңылауын жасайды. Жылу бетінен сәулеленуі керекауа бөлшектері, содан кейін ол ауадан қарсы бетке сәулеленуі керек. Үш материал арасында жылу өте баяу қозғалады және тасымалданатын жылу энергиясының көп бөлігі ауада сіңеді.
Конвекция - жылуды сіңіру нәтижесінде тығыздықтың төмендеуіне байланысты сұйықтық немесе газ арқылы жылудың қозғалысы. Бұл жағдайда ауаның қасиеттері өте пайдалы болады. Ол сондай-ақ оқшауланған контейнерден немесе кеңістіктен жылуды беру арқылы жоғары қарай жылжиды. Сондықтан конвекция жылуды кетіру үшін қолданылады және бетті салқындату үшін қолданылады. Ауада конвекция арқылы жылуды бөлу біршама тиімсіз, бірақ ол көптеген салқындату мақсаттарында қолданылады. Иә, ауа жылуды нашар өткізеді.
Оқшаулау мысалдары
Оқшаулағыш көптеген мақсаттарда қолданылады. Олардың кейбіреулеріне сусындар мен тағамды салқындату, қабырғаларда ауа саңылауларын жасау және ас үй ыдыстарына ауа қалталарын енгізу кіреді. Ауаның жылуды өткізу ерекшеліктері тіпті оқшаулағыш көбікке де қолданылады.
Қорытынды
Өткізгіштік – қатты дене арқылы жылудың өтуі. Оның конвекция құбылысынан айырмашылығы – процесте заттың қозғалысы болмайды. Енді біз ауаның жылуды жақсы өткізетінін білеміз және неліктен.
