1. Температурное поле. Температурный градиент.

Температурное поле - совокупность значений температур во всех точках рассматриваемого пространства в данный момент времени.

Температурный градиент - величина изменения температуры на единицу длины в направлении распространения теплоты, т. е. по направлению нормали к изотермической поверхности. Выражают в Кельвинах на метр (К/м) или в градусах Цельсия на метр (°С/м).

Температура – величина скалярная, не зависит от направления и хар-ся абсолютной величиной. Распределение температуры в различных точках пространства или тела – наз-ся температурным полем. Совокупность точек с одинаковой температурой образует изотермические пов-сти, кроме того температура может изменятся по времени.

В общем случае температура явл-ся ф-ей координаты времени t= f( x,y,z,τ):

• если t зависит только от координат, такое поле наз-ся стационарным. t= f( x,y,z)

• если t зависит от координат и времени, такое поле наз-ся не стационарным.

• если поле зависит только от одной координаты, то оно наз-ся одномерным, от двух – двухмерным

Количественной хар-кой того, насколько резко изменяется t на бесконечно малом участке служит температурный градиент.

или (°С/м), если одномерное поле .

Количество теплоты, которое передается при изменении t в единицу времени (секунды) – наз-ся удельным потоком или плотностью.

2. Основные виды теплообмена. Теплопередача и теплоотдача.

Различают 3 основных вида теплообмена:

• Теплопроводность – передача теплоты от одних частей тела к другим, обусловленная разностью температур, без заметного перемещения макрочастиц. Для газов - это передача кинетической энергии от одних молекул к другим; в металлах – электропроводность, в диалектриках – передача связанных колебаний атомов и молекул.

• Конвективный теплообмен – это передача теплоты, движущейся жидкостью или газом из более нагретых областей в менее нагретую.

• Теплообмен излучением – происходит засчёт электромагнитных волн определённой длины, между телами, которые находятся в контакте. ( может происходить а вакууме и не зависит от температуры среды, которая лучепрозрачна).

Теплообмен:

• Внешний – передача теплоты от окружающей среды к поверхности материала путём излучения или конвекции.

• Внутренний – это распространение теплоты в самом металле.

Различают теплоотдачу и теплопередачу.

При теплоотдаче рассматривают 1 ступень теплообмена (например, от газа в среду). Теплопередача рассматривает несколько ступеней ( от газа к другому газу через разделительную стенку).

3. Теплопроводность, закон фурье.

Теплопроводность :– передача теплоты от одних частей тела к другим, обусловленная разностью температур, без заметного перемещения макрочастиц. Для газов - это передача кинетической энергии от одних молекул к другим; в металлах – электропроводность, в диалектриках – передача связанных колебаний атомов и молекул. Процесс передачи теплоты теплопроводности происходит тем интенсивнее, чем выше Это обусловлено основным законом теплопроводности – Закон Фурье.

– коэфф. теплопроводности

- коэфф. температуропроводности

a=λ/(PС_р ) [м^2/c]