तापीय चालकता अध्ययन. ताना ढेर कपड़े की मोटाई और बाने के धागों की रेशेदार संरचना के आधार पर उसकी तापीय चालकता का अध्ययन। तापीय चालकता के बारे में रोचक तथ्य

ऊष्मीय चालकता --प्रदर्शन विशेषता थर्मल इन्सुलेशन कोटिंग्स. बेस मेटल को बचाने के साथ-साथ, ये कोटिंग्स गर्मी के नुकसान को कम करना और बेस मेटल को गर्मी के प्रवाह के प्रभाव से बचाना संभव बनाती हैं।

तापीय चालकता निर्धारित करने के लिए स्थिर तरीके व्यापक हो गए हैं, जिसमें कोटिंग के कुछ बिंदुओं पर तापमान, हालांकि अलग-अलग होते हैं, लेकिन अनुसंधान की प्रक्रिया में अपरिवर्तित रहते हैं, जब इसकी परत गुजरने वाले ताप प्रवाह के लंबवत निर्देशित होती है।

इन विधियों को पूर्ण और सापेक्ष में विभाजित किया गया है। पहले समूह की विधियों में कोटिंग पर किसी बिंदु का तापमान केवल उसकी स्थिति पर निर्भर करता है, समय पर नहीं। कोटिंग में तापमान वितरण और स्थानांतरित गर्मी की मात्रा को जानकर, तापीय चालकता की गणना की जा सकती है।

सापेक्ष विधियाँ अध्ययन के तहत कोटिंग में तापमान क्षेत्रों और पहले से अध्ययन की गई संदर्भ सामग्री की तुलना करती हैं, उदाहरण के लिए, केवी ब्रांड का क्वार्ट्ज ग्लास।

तापीय चालकता का सीधे आकलन नहीं किया जाता है, बल्कि मानक के साथ तुलना करके पुनर्गणना द्वारा निर्धारित किया जाता है।

चावल। 2.6.1. निरपेक्ष विधि का उपयोग करके कोटिंग्स की तापीय चालकता निर्धारित करने के लिए स्थापना:

1 - हीटर; 2 - नमूना; 3 - बिजली का तंदूर; 4 - पोटेंशियोमीटर KSP4; 5 - रिले इकाई BR101; 6 - टास्क ब्लॉक BZ-02; 7 - प्रति-नमूना; 8 - थर्मस; 9 - थर्मस भीतरी कांच

स्थिर निरपेक्ष विधि का उपयोग करके तापीय चालकता का आकलन करने के लिए सेटअप चित्र में दिखाया गया है। 2.6.1.

बेस मेटल-कोटिंग-काउंटर-सैंपल सिस्टम में गर्मी का प्रवाह बनाने के लिए, एक ट्यूबलर इलेक्ट्रिक भट्ठी का उपयोग किया जाता है, जिसमें हीटर (सर्पिल) स्थित होते हैं ताकि नमूना केवल भट्ठी के ऊपरी आधे हिस्से में गर्म हो, जहां सर्पिल हीटर स्थित हैं, जबकि निचले आधे हिस्से में इसकी लंबाई के साथ नमूने के तापमान को मापने के लिए एस्बेस्टस थर्मल इन्सुलेशन और थर्मल कन्वर्टर्स हैं।

काउंटर सैंपल को ठंडा करने और कोटिंग से गुजरने वाले ताप प्रवाह को निर्धारित करने के लिए आवश्यक थर्मस में दो इंसुलेटेड ग्लास होते हैं।

भीतरी गिलास में पानी की आपूर्ति की जाती है।

थर्मस के इनलेट और आउटलेट पर पानी का तापमान कॉपर-कॉन्स्टेंटन थर्मल कन्वर्टर्स द्वारा मापा जा सकता है। काउंटर नमूने और नमूने की कामकाजी अंतिम सतहों के बीच पर्याप्त संपर्क सुनिश्चित करने के लिए, बाद वाले पर एक बल लगाया जाता है आर 500 एन से कम नहीं.

थर्मल चालकता एक ही आकार के कम से कम तीन नमूनों पर निर्धारित की जाती है, एक समान संरचना और कोटिंग की समान मोटाई के साथ, जिसे एक ही समय में लागू किया जाता है। तकनीकी मोडनमूने की अंतिम सतह पर (चित्र 2.6.2)।

चावल। 2.6.2 तापीय चालकता परीक्षण के लिए नमूना

प्रत्येक बिंदु पर प्रत्येक नमूने के लिए, हर 20 मिनट में कम से कम तीन तापमान निर्धारित किए जाते हैं।

उसी समय, इनलेट और आउटलेट पर पानी का तापमान दर्ज किया जाता है।

नमूने की आवश्यक हीटिंग और स्थिर गर्मी प्रवाह सुनिश्चित करने के बाद, सभी थर्मल कन्वर्टर्स से रीडिंग लेना संभव है।

प्रत्येक बिंदु पर प्रत्येक नमूने के लिए, हर 20 मिनट में कम से कम तीन तापमान निर्धारित किए जाते हैं। उसी समय, इनलेट और आउटलेट पर पानी का तापमान दर्ज किया जाता है।

चावल। 2.6.3 लंबाई के साथ बेस मेटल-कोटिंग-काउंटर नमूना प्रणाली में तापमान वितरण:

1 - विपरीत नमूना; 2 - थर्मल कन्वर्टर्स की स्थापना के स्थान; 3 - आधार धातु; 4 - कलई करना

शोध परिणामों के आधार पर, बेस मेटल-कोटिंग-काउंटर-सैंपल सिस्टम में तापमान वितरण का एक ग्राफ बनाया गया है (चित्र 2.6.3)। ग्राफ़ का उपयोग करके, आंतरिक तापमान और बाहरी सतहेंआवरण. ऊष्मीय चालकता, W/(m-K) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

कहाँ क्यू --कोटिंग से गुजरने वाला ताप प्रवाह, डब्ल्यू; सी= 4.19-- पानी की विशिष्ट ताप क्षमता, जे/(किलोके); वी --थर्मस से गुजरने वाले पानी की द्रव्यमान प्रवाह दर, किग्रा/सेकेंड; - थर्मस में पानी के तापमान में वृद्धि, डिग्री सेल्सियस; - थर्मस के इनलेट और आउटलेट पर पानी का तापमान, डिग्री सेल्सियस; एस--कवरेज क्षेत्र, एम2; - कोटिंग की आंतरिक और बाहरी सतहों पर तापमान, डिग्री सेल्सियस।

निरपेक्ष विधि का उपयोग करके तापीय चालकता का आकलन करने के लिए अन्य स्थापनाएँ भी ज्ञात हैं। इस प्रकार, वी. एम. इवानोव एट अल। चित्र में दिखाए गए इंस्टॉलेशन का उपयोग करके बेस मेटल से अलग किए गए एल्यूमीनियम ऑक्साइड और ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड के प्लाज्मा कोटिंग्स के थर्मोफिजिकल गुणों का अध्ययन किया गया। 2.6.4. 1 मिमी की दीवार मोटाई के साथ 100 मिमी लंबे सिलेंडर के रूप में एक नमूना स्थापित किया गया था ताकि इसका एक सिरा ऊपरी विद्युत हीटरों से गर्म हो, और दूसरा यूटेक्टिक पिघल में हो। सुरक्षा उपकरण, स्क्रीन, सिलिका फाइबर से बने इन्सुलेशन, अपेक्षाकृत बड़ी लंबाई में गर्मी के प्रवाह को मापने की क्षमता - इन सभी ने स्थिरता की शर्तों को पूरा करने की अशुद्धि को समाप्त कर दिया। तापमान प्रवणता थर्मल कन्वर्टर्स द्वारा निर्धारित की गई थी।

चावल। 2.6.4 बेलनाकार नमूनों पर निरपेक्ष विधि का उपयोग करके कोटिंग्स की तापीय चालकता को मापने के लिए स्थापना:

1 - नमूना जांच; 2 - सुरक्षा उपकरण; 3 - स्क्रीन; 4- हीटर; 5- यूटेक्टिक पिघल; 6- थर्मल इन्सुलेशन; 7-थर्मोकपल

टी. बी. बुज़ोवकिन एट अल के काम में। कोटिंग्स की तापीय चालकता सापेक्ष माप विधियों का उपयोग करके निर्धारित की गई थी। इस मामले में, अध्ययन और संदर्भ कोटिंग्स में तापमान क्षेत्रों की तुलना करके सरलीकरण प्राप्त किया गया था। पहले अध्ययन की गई सामग्री को मानक के रूप में चुना गया था। कुल ताप प्रवाह को एक संदर्भ नमूने का उपयोग करके मापा गया था। कोटिंग्स की तापीय चालकता का आकलन करते समय, बार-बार निर्धारित तापीय चालकता के साथ जुड़े हुए क्वार्ट्ज को मानक बनाया गया था। यह अत्यधिक स्थिर है और 100 से 1700 K तक तापमान रेंज में काम कर सकता है।

प्रायोगिक सेटअप (चित्र 2.6.5) में, फ्यूज्ड क्वार्ट्ज मानकों के बीच 3-4 मिमी की मोटाई और 23-25 ​​​​मिमी के व्यास वाला एक डिस्क नमूना स्थापित किया गया था।

चावल। 2.6.5 सापेक्ष विधि का उपयोग करके तापीय चालकता मापने के लिए स्थापना:

1 - नमूना; 2 - मानक (फ्यूज्ड क्वार्ट्ज); 3 - थर्मल कन्वर्टर्स; 4 - गाद की छड़ें; 5- रेफ्रिजरेटर; 6- ढक्कन; 7- कार्गो; 8- के छल्ले

नमूना आधार धातु से अलग की गई कोटिंग से, दोनों तरफ से पीसकर बनाया गया था। थर्मल चालकता को सिलिट रॉड्स से उज्ज्वल हीटिंग की स्थितियों के तहत मापा गया था। रेडियल ताप निष्कासन को कम करने के लिए, नमूना और क्वार्ट्ज डिस्क की प्रणाली को एस्बेस्टस सीमेंट के तीन सुरक्षात्मक गाढ़ा छल्ले और एक बैकफ़िल से घिरा हुआ था रेत क्वार्ट्ज. चार प्लैटिनम-प्लैटिनम-रोडियम थर्मोकपल द्वारा स्थिर अवस्था में तापमान अंतर दर्ज किया गया। नमूना और थर्मोकपल की एक प्रणाली को तांबे के कूलर पर रखा गया था और नमूना, मानकों और थर्मोकपल के बीच संक्रमण संपर्क प्रतिरोध को कम करने के लिए इसे एक वजन के साथ दबाया गया था। थर्मल इन्सुलेशनबशर्ते कि पहले और दूसरे संदर्भ नमूनों के माध्यम से गर्मी प्रवाह के मूल्यों के बीच विसंगति 4% से अधिक न हो। 200-900 डिग्री सेल्सियस के अंतराल के लिए, तापीय चालकता बनाम तापमान का एक वक्र बनाया गया था और माइक्रोक्रैक, कणों के बीच संपर्क स्थान, कण आकार और थर्मल चालकता पर अन्य संरचनात्मक मापदंडों के प्रभाव का एक कंप्यूटर का उपयोग करके विश्लेषण किया गया था।

रॉकवेल कठोरता कोटिंग

विषय: अध्ययन घटना ऊष्मीय चालकता"

प्रासंगिकता:आजकल नई-नई सामग्रियाँ विकसित की जा रही हैं। विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता का ज्ञान न केवल उनके व्यापक उपयोग की अनुमति देता है, बल्कि उन्हें रोकने की भी अनुमति देता है हानिकारक प्रभावरोजमर्रा की जिंदगी, प्रौद्योगिकी और प्रकृति में।

लक्ष्य:ठोस, तरल और गैसों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला निष्पादित करके तापीय चालकता की घटना का अध्ययन करना।

कार्य:

इस मुद्दे पर सैद्धांतिक सामग्री का अध्ययन करें;

ठोस पदार्थों की तापीय चालकता की जाँच करें;

तरल पदार्थों की तापीय चालकता की जांच करें;

गैसों की तापीय चालकता की जाँच करें;

प्राप्त परिणामों के बारे में निष्कर्ष निकालें।

परिकल्पना:सभी पदार्थों (ठोस, तरल और गैसीय) में अलग-अलग तापीय चालकता होती है।

उपकरण:अल्कोहल लैंप, तिपाई, लकड़ी की छड़ी, कांच की छड़, तांबे का तार, पानी के साथ टेस्ट ट्यूब।

पाठ्यपुस्तक के लिए शिक्षण सामग्री के तत्व:पाठ्यपुस्तक “भौतिकी। 8 वीं कक्षा "

आंतरिक ऊर्जा, किसी भी प्रकार की ऊर्जा की तरह, एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित की जा सकती है। आंतरिक ऊर्जा को शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में स्थानांतरित किया जा सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि किसी कील के एक सिरे को आग की लौ में गर्म किया जाए, तो उसका दूसरा सिरा, जो हाथ में स्थित है, धीरे-धीरे गर्म हो जाएगा और हाथ को जला देगा। उनके सीधे संपर्क के दौरान शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में या एक शरीर से दूसरे में आंतरिक ऊर्जा के स्थानांतरण की घटना को तापीय चालकता कहा जाता है।

आइए ठोस, तरल और गैसों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला करके इस घटना का अध्ययन करें।

वीडियो: https://cloud. मेल. आरयू/सार्वजनिक/जेसीएफवाई/सीएफटीसीसीईक्यूएचई

अनुभव 1 . लकड़ी की छड़, कांच की छड़ और तांबे की छड़ के उदाहरण का उपयोग करके ठोस पदार्थों की तापीय चालकता का अध्ययन।

आइये आग का अंत करें लकड़े की छड़ी. यह प्रज्वलित हो जायेगा.

निष्कर्ष:लकड़ी में खराब तापीय चालकता होती है।

आइए एक पतली कांच की छड़ के सिरे को अल्कोहल लैंप की लौ के पास लाएं। थोड़ी देर बाद यह गर्म हो जाएगा, लेकिन दूसरा सिरा ठंडा रहेगा।

निष्कर्ष:कांच में खराब तापीय चालकता होती है।

यदि हम किसी धातु की छड़ के सिरे को लौ में गर्म करें तो शीघ्र ही पूरी छड़ बहुत गर्म हो जाएगी। अब हम इसे अपने हाथ में नहीं रख सकेंगे.

निष्कर्ष:धातुएँ ऊष्मा का अच्छी तरह संचालन करती हैं, अर्थात् उनमें उच्च तापीय चालकता होती है। चांदी और तांबे में सबसे अधिक तापीय चालकता होती है।

एक भाग से ऊष्मा के स्थानांतरण पर विचार करें ठोसअगले अनुभव पर दूसरे को। हम तांबे के मोटे तार के एक सिरे को एक तिपाई में लगाते हैं। हम मोम के साथ तार पर कई कीलें जोड़ते हैं (चित्र 6)। जब तार के मुक्त सिरे को अल्कोहल लैंप की लौ में गर्म किया जाता है, तो मोम पिघल जाएगा। कार्नेशन्स धीरे-धीरे झड़ने लगेंगे। सबसे पहले, जो लौ के करीब स्थित हैं वे गिर जाएंगे, फिर बाकी सभी चीजें बारी-बारी से गिर जाएंगी।

https://pandia.ru/text/80/351/images/image003_62.jpg" alt='img8_7" align="left" width="216" height="176 src=">!}

अनुभव 3. गैसों की तापीय चालकता का अध्ययन।

आइए गैसों की तापीय चालकता का अध्ययन करें।
सूखी टेस्ट ट्यूब को अपनी उंगली पर रखें और इसे अल्कोहल लैंप की लौ में उल्टा गर्म करें (चित्र 8)। उंगली को ज्यादा देर तक गर्मी महसूस नहीं होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी तरल और ठोस पदार्थों की तुलना में भी अधिक है।

निष्कर्ष: गैसों की तापीय चालकता तरल पदार्थों की तुलना में भी कम होती है। तो, तापीय चालकता है अलग-अलग पदार्थ अलग-अलग होते हैं।

निष्कर्ष एवं चर्चा

निष्कर्ष:प्रयोगों से पता चला है कि विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता अलग-अलग होती है। धातुओं में उच्चतम तापीय चालकता होती है, तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है और गैसों में सबसे कम तापीय चालकता होती है।

ग्रेड 8 के लिए भौतिकी पाठ्यपुस्तक के §4 का उपयोग करते हुए, हम परिणाम को तालिका के रूप में प्रस्तुत करते हैं:

आणविक गतिज दृष्टिकोण से तापीय चालकता की घटना की व्याख्या:तापीय चालकता शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में ऊर्जा का स्थानांतरण है, जो अणुओं या अन्य कणों की परस्पर क्रिया के दौरान होता है। धातुओं में, कण एक-दूसरे के करीब स्थित होते हैं और लगातार एक-दूसरे से संपर्क करते रहते हैं। धातु के गर्म भाग में दोलन गति की गति बढ़ जाती है और तेजी से पड़ोसी कणों तक संचारित हो जाती है। तार के अगले भाग का तापमान बढ़ जाता है। तरल पदार्थ और गैसों में अणु धातुओं की तुलना में अधिक दूरी पर स्थित होते हैं। ऐसे स्थान में जहां कोई कण नहीं हैं, तापीय संचालन नहीं हो सकता है।

रोचक तथ्यतापीय चालकता के बारे में

क्या कांटेदार जानवर सुइयों में गर्म होते हैं?

ऊन न केवल जानवरों को ठंड से बचाता है, बल्कि सुरक्षा के साधन के रूप में भी काम करता है। और सुरक्षा को अधिक प्रभावशाली और विश्वसनीय बनाने के लिए, हेयरलाइन को कभी-कभी संशोधित किया जाता है, एक प्रकार के कवच में बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, सुईयाँ। लेकिन क्या ऐसे कपड़े ऊन के अंतर्निहित गुणों को बरकरार रखते हैं, और क्या हेजहोग और साही को उनके कांटेदार कोट में ठंड नहीं लगती है?

इंस्टीट्यूट ऑफ इकोलॉजी एंड इवोल्यूशन के वैज्ञानिकों के नाम पर रखा गया। आरएएस ने ताप-संचालन और का गहन अध्ययन किया है थर्मल इन्सुलेशन गुणमॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी के जूलॉजिकल म्यूजियम के संग्रह से एक वयस्क नर उत्तरी अमेरिकी साही की पीठ से ली गई कलम, और हम आश्वस्त थे कि ये कलम बहुत अच्छी तरह से गर्म होती हैं। समझ में आंतरिक संरचनासुइयों पर पतले-पतले खंड बनाए गए थे, जिन पर इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत जांच के लिए सोने का छिड़काव किया गया था। सुइयों का मुख्य घटक केराटिन हवा की तुलना में 10 गुना बेहतर गर्मी का संचालन करता है। और इसके लिए धन्यवाद, सुइयां "कवच" की तापीय चालकता को बढ़ाती हैं। परिणामस्वरूप, पशु के शरीर से गर्मी की हानि भी बढ़ जाती है। हालाँकि, सुइयों की आंतरिक छिद्रपूर्ण संरचना थर्मल विकिरण का अतिरिक्त परिरक्षण बनाती है, जो संभवतः थर्मल चालकता में वृद्धि की भरपाई करती है। इसलिए अन्य कांटेदार जानवरों की तरह साही को ठंड से बिल्कुल भी परेशानी नहीं होती है। काँटेदार आवरण इस आकार के गर्म रक्त वाले जानवर के लिए आवश्यक ऊष्मा की ठीक मात्रा को बरकरार रखता है।

polypropylene- क्या अभी भी वहां है बेहतर आधारअंडरवियर स्पोर्ट्सवियर, थर्मल अंडरवियर और थर्मल मोजे के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली सामग्री (फाइबर, धागे, यार्न, लिनेन, कपड़े) के लिए। इस क्षेत्र में उपयोग की जाने वाली सभी सिंथेटिक सामग्रियों में से, इसकी तापीय चालकता सबसे कम है। इसलिए, पॉलीप्रोपाइलीन से बने कपड़े अनुमति देते हैं सबसे अच्छा तरीकासर्दियों में गर्म और गर्मियों में ठंडा रखें।

किस सामग्री में सबसे अधिक है उच्च तापीय चालकता?

उच्चतम तापीय चालकता वाली सामग्री कोई धातु (चांदी या तांबा) नहीं है, जैसा कि कई लोग सोचते हैं। उच्चतम तापीय चालकता में कांच के समान एक पदार्थ होता है - हीरा। इसकी तापीय चालकता चांदी या तांबे की तुलना में लगभग 6 गुना अधिक है। यदि आप हीरे से एक चम्मच बनाते हैं, तो आप इसका उपयोग नहीं कर पाएंगे, क्योंकि यह आपकी उंगलियों को तुरंत जला देगा।

पर्माफ्रॉस्ट वाले क्षेत्रों में इमारतों का निर्माण करते समय ढेर किससे बने होते हैं?

नींव का धंसना भवन निर्माताओं के लिए बड़ी कठिनाइयों का कारण बनता है, खासकर पर्माफ्रॉस्ट वाले क्षेत्रों में। मकानों के नीचे की मिट्टी के पिघलने के कारण अक्सर दरारें पड़ जाती हैं। नींव मिट्टी में कुछ ऊष्मा स्थानांतरित करती है। इसलिए, इमारतों का निर्माण स्टिल्ट पर किया जाने लगा। इस मामले में, गर्मी केवल थर्मल चालकता द्वारा नींव से ढेर तक और आगे ढेर से मिट्टी तक स्थानांतरित की जाती है। ढेर किससे बने होने चाहिए? यह पता चला है कि ढेर टिकाऊ से बने होते हैं कठोर सामग्री, अंदर मिट्टी का तेल भरा होना चाहिए। गर्मियों में, ढेर ऊपर से नीचे तक खराब तरीके से गर्मी का संचालन करता है, क्योंकि तरल में कम तापीय चालकता होती है। सर्दियों में, ढेर, इसके अंदर तरल के संवहन के कारण, इसके विपरीत, मिट्टी को अतिरिक्त ठंडा करने में योगदान देगा।

“अग्निरोधक गेंद”…………………………………….

हवा से फुलाया गया एक साधारण गुब्बारा मोमबत्ती की लौ में आसानी से जल उठता है। यह तुरंत फूट जाता है. यदि आप उसी गोले को पानी से भरकर मोमबत्ती की लौ के पास लाते हैं, तो वह "अग्निरोधक" हो जाता है। पानी की तापीय चालकता हवा की तुलना में 24 गुना अधिक है। इसका मतलब यह है कि पानी हवा की तुलना में 24 गुना तेजी से गर्मी का संचालन करता है। जब तक गेंद के अंदर पानी वाष्पित नहीं हो जाता, तब तक वह फटेगी नहीं।

कार्य का पाठ छवियों और सूत्रों के बिना पोस्ट किया गया है।
पूर्ण संस्करणकार्य पीडीएफ प्रारूप में "कार्य फ़ाइलें" टैब में उपलब्ध है

1 परिचय।

प्रोजेक्ट औसत के मानक के अनुसार डिजाइन किया गया है सामान्य शिक्षाभौतिकी में. इस परियोजना को लिखते समय, हमने थर्मल घटनाओं के अध्ययन और रोजमर्रा की जिंदगी और प्रौद्योगिकी में उनके अनुप्रयोग पर विचार किया। सैद्धांतिक सामग्री के अलावा बहुत ध्यान देनादिया गया अनुसंधान कार्य- ये ऐसे प्रयोग हैं जो सवालों के जवाब देते हैं "किसी शरीर की आंतरिक ऊर्जा को किस तरह से बदला जा सकता है", "क्या विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता समान है", "गर्म हवा या तरल के जेट ऊपर की ओर क्यों उठते हैं", "क्यों क्या गहरे रंग की सतह वाले शरीर अधिक गर्म होते हैं”; जानकारी, तस्वीरों की खोज और प्रसंस्करण। परियोजना पर काम करने का समय: 1 - 1.5 महीने। परियोजना के लक्ष्य:* व्यावहारिक कार्यान्वयनस्कूली बच्चों के लिए उपलब्ध थर्मल घटनाओं का ज्ञान; * स्वतंत्र कौशल का निर्माण अनुसंधान गतिविधियाँ;* संज्ञानात्मक रुचियों का विकास; * तार्किक और तकनीकी सोच का विकास; * जीवन की आवश्यकताओं और रुचियों के अनुसार स्वतंत्र रूप से भौतिकी में नया ज्ञान प्राप्त करने की क्षमताओं का विकास;

2. मुख्य भाग.

2.1. सैद्धांतिक भाग

जीवन में, हम वास्तव में हर दिन थर्मल घटनाओं का सामना करते हैं। हालाँकि, हम हमेशा यह नहीं सोचते कि यदि हम भौतिकी को अच्छी तरह से जानते हैं तो इन घटनाओं को समझाया जा सकता है। भौतिकी के पाठों में, हमने आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीकों के बारे में सीखा: गर्मी हस्तांतरण और किसी शरीर या शरीर पर किए गए कार्य। जब दो शरीर एक दूसरे के संपर्क में आते हैं अलग-अलग तापमानअधिक के साथ शरीर से ऊर्जा का स्थानांतरण होता है उच्च तापमानकम तापमान वाले शरीर में। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहेगी जब तक कि पिंडों का तापमान बराबर न हो जाए (थर्मल संतुलन न हो जाए)। जिसमें यांत्रिक कार्यनहीं किया। शरीर या शरीर पर कार्य किए बिना आंतरिक ऊर्जा को बदलने की प्रक्रिया को हीट एक्सचेंज या हीट ट्रांसफर कहा जाता है। ऊष्मा स्थानांतरण के दौरान, ऊर्जा हमेशा अधिक गर्म वस्तु से कम गर्म वस्तु में स्थानांतरित होती है। विपरीत प्रक्रिया कभी भी अनायास (स्वयं) नहीं होती है, यानी, गर्मी हस्तांतरण अपरिवर्तनीय है। ऊष्मा विनिमय प्रकृति में कई प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है या उनके साथ होता है: तारों और ग्रहों का विकास, पृथ्वी की सतह पर मौसम संबंधी प्रक्रियाएँ, आदि। ऊष्मा स्थानांतरण के प्रकार: तापीय चालकता, संवहन, विकिरण।

ऊष्मीय चालकतायह शरीर को बनाने वाले कणों की तापीय गति और परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप शरीर के अधिक गर्म भागों से कम गर्म भागों में ऊर्जा स्थानांतरण की घटना है।

धातुओं में सबसे अधिक तापीय चालकता होती है - यह पानी की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक होती है। अपवाद पारा और सीसा हैं, लेकिन यहां भी तापीय चालकता पानी की तुलना में दसियों गुना अधिक है।

धातु की बुनाई सुई को एक गिलास में डालते समय गर्म पानीजल्द ही बुनाई की सुई का सिरा भी गर्म हो गया। नतीजतन, आंतरिक ऊर्जा, किसी भी प्रकार की ऊर्जा की तरह, एक शरीर से दूसरे शरीर में स्थानांतरित की जा सकती है। आंतरिक ऊर्जा को शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में स्थानांतरित किया जा सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि किसी कील के एक सिरे को आग की लौ में गर्म किया जाए, तो उसका दूसरा सिरा, जो हाथ में स्थित है, धीरे-धीरे गर्म हो जाएगा और हाथ को जला देगा।

2.2. व्यावहारिक भाग.

आइए ठोस, तरल और गैसों के साथ प्रयोगों की एक श्रृंखला करके इस घटना का अध्ययन करें।

अनुभव क्रमांक 1

उन्होंने विभिन्न वस्तुएं लीं: एक एल्यूमीनियम चम्मच, दूसरा लकड़ी, तीसरा प्लास्टिक, चौथा स्टेनलेस मिश्र धातु, और पांचवां चांदी। हमने प्रत्येक चम्मच में शहद की बूंदों के साथ पेपर क्लिप लगाए। हमने चम्मचों को एक गिलास गर्म पानी में रखा ताकि पेपर क्लिप वाले हैंडल अलग-अलग दिशाओं में चिपक जाएं। चम्मच गर्म हो जाएंगे और जैसे ही वे गर्म होंगे शहद पिघल जाएगा और पेपर क्लिप गिर जाएंगे।

बेशक, चम्मच आकार और आकार में समान होने चाहिए। जहां ताप तेजी से होता है, वह धातु ऊष्मा का बेहतर संचालन करती है, अधिक तापीय चालक होती है। इस प्रयोग के लिए, मैंने एक गिलास उबलता पानी और चार प्रकार के चम्मच लिए: एल्यूमीनियम, चांदी, प्लास्टिक और स्टेनलेस। मैंने उन्हें एक-एक करके गिलास में डाला और समय नोट किया: इसे गर्म होने में कितने मिनट लगेंगे। यहाँ मुझे क्या मिला:

निष्कर्ष: लकड़ी और प्लास्टिक से बने चम्मच धातु से बने चम्मच की तुलना में गर्म होने में अधिक समय लेते हैं, जिसका अर्थ है कि धातुओं में अच्छी तापीय चालकता होती है।

अनुभव क्रमांक 2

आइए लकड़ी की छड़ी के सिरे को आग में डालें। यह प्रज्वलित हो जायेगा. छड़ी का दूसरा सिरा, जो बाहर स्थित है, ठंडा होगा। इसका मतलब है कि लकड़ी में खराब तापीय चालकता होती है।

आइए एक पतली कांच की छड़ के सिरे को अल्कोहल लैंप की लौ के पास लाएं। कुछ समय बाद यह गर्म हो जाएगा, लेकिन दूसरा सिरा ठंडा रहेगा। नतीजतन, कांच में भी खराब तापीय चालकता होती है।

यदि हम किसी धातु की छड़ के सिरे को लौ में गर्म करें तो शीघ्र ही पूरी छड़ बहुत गर्म हो जाएगी। अब हम इसे अपने हाथ में नहीं रख सकेंगे.

इसका मतलब यह है कि धातुएँ ऊष्मा का अच्छे से संचालन करती हैं, अर्थात उनमें उच्च तापीय चालकता होती है। राज्य-ति-वे गो-री-ज़ोन-ताल पर-लेकिन रॉड-ज़ेन सुरक्षित है। छड़ पर, एक-से-एक स्थानों के माध्यम से, धातु के स्टड को मोम से सुरक्षित किया जाता है।

छड़ी के किनारे के पास एक मोमबत्ती रखें। जैसे-जैसे छड़ का किनारा गर्म होता जाता है, छड़ धीरे-धीरे गर्म होती जाती है। जब गर्मी उस स्थान पर पहुंचती है जहां कीलें रॉड से जुड़ी होती हैं, तो स्टड पिघल जाता है और कील गिर जाती है। हम देखते हैं कि इस प्रयोग में पदार्थ का कोई स्थानांतरण नहीं होता है, और तदनुसार, पानी के माध्यम से गर्मी होती है।

अनुभव क्रमांक 3

विभिन्न धातुओं में अलग-अलग तापीय चालकता होती है। में भौतिक कार्यालयएक ऐसा यंत्र है जिससे हम विभिन्न धातुओं की पुष्टि कर सकते हैं विभिन्न तापीय चालकता. हालाँकि, घर पर हम एक घरेलू उपकरण का उपयोग करके इसे सत्यापित करने में सक्षम थे।

प्रदर्शन उपकरण विभिन्न तापीय चालकताठोस.

हमने ठोस पदार्थों की विभिन्न तापीय चालकता दिखाने के लिए एक उपकरण बनाया है। इसके लिए हमने एक खाली जार का इस्तेमाल किया एल्यूमीनियम पन्नी, दो रबर के छल्ले (घर का बना), एल्यूमीनियम, तांबे और लोहे से बने तार के तीन टुकड़े, एक टाइल, गर्म पानी, हाथ उठाए हुए पुरुषों की 3 आकृतियाँ, कागज से काटी गई।

उपकरण के निर्माण की प्रक्रिया:

तारों को "जी" अक्षर के आकार में मोड़ें;

उन्हें मजबूत करें बाहररबर के छल्ले का उपयोग कर डिब्बे;

तार खंडों के क्षैतिज भागों से (पिघले हुए पैराफिन या प्लास्टिसिन का उपयोग करके) पेपर मैन लटकाएं।

डिवाइस के संचालन की जाँच करना. जार में गर्म पानी डालें (यदि आवश्यक हो, तो पानी के जार को इलेक्ट्रिक स्टोव पर गर्म करें) और देखें कि कौन सा आंकड़ा पहले, दूसरे, तीसरे स्थान पर आता है।

परिणाम।से जुड़ी हुई मूर्ति तांबे का तार, दूसरा - एल्यूमीनियम पर, तीसरा - स्टील पर।

निष्कर्ष।अलग एसएनएफविभिन्न तापीय चालकताएँ हैं।

विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता भिन्न-भिन्न होती है।

अनुभव क्रमांक 4

आइए अब हम तरल पदार्थों की तापीय चालकता पर विचार करें। आइए पानी के साथ एक परखनली लें और उसे गर्म करना शुरू करें सबसे ऊपर का हिस्सा. सतह पर पानी जल्द ही उबल जाएगा, और टेस्ट ट्यूब के निचले भाग में यह केवल इस दौरान गर्म होगा। इसका मतलब है कि तरल पदार्थों में कम तापीय चालकता होती है।

अनुभव क्रमांक 5

आइए गैसों की तापीय चालकता का अध्ययन करें। अपनी उंगली पर एक सूखी टेस्ट ट्यूब रखें और इसे अल्कोहल लैंप की लौ में नीचे से ऊपर तक गर्म करें। उंगली को ज्यादा देर तक गर्मी महसूस नहीं होगी। यह इस तथ्य के कारण है कि गैस के अणुओं के बीच की दूरी तरल और ठोस पदार्थों की तुलना में भी अधिक है। नतीजतन, गैसों की तापीय चालकता और भी कम है।

ऊन, बाल, पक्षी के पंख, कागज, बर्फ और अन्य छिद्रित पिंडों में खराब तापीय चालकता होती है।

यह इस तथ्य के कारण है कि इन पदार्थों के तंतुओं के बीच हवा निहित है। और वायु ऊष्मा का खराब संवाहक है।

इसलिए यह बर्फ के नीचे रहता है हरी घास, सर्दियों की फसलों को ठंड से बचाया जाता है।

अनुभव क्रमांक 6

मैंने रूई का एक छोटा सा फाहा फुलाया और उसे थर्मामीटर की गेंद के चारों ओर लपेट दिया। अब मैंने थर्मामीटर को लौ से एक निश्चित दूरी पर कुछ देर के लिए रखा और देखा कि तापमान कैसे बढ़ गया। फिर उसने उसी रुई के फाहे को निचोड़कर थर्मामीटर बॉल के चारों ओर कसकर लपेट दिया और फिर से लैंप के पास ले आया। दूसरे मामले में पारा बहुत तेजी से बढ़ेगा. इसका मतलब यह है कि संपीड़ित ऊन गर्मी को बेहतर ढंग से संचालित करता है!

वैक्यूम (वायु से मुक्त स्थान) में सबसे कम तापीय चालकता होती है। इसे इस तथ्य से समझाया गया है कि तापीय चालकता शरीर के एक हिस्से से दूसरे हिस्से में ऊर्जा का स्थानांतरण है, जो अणुओं या अन्य कणों की बातचीत के दौरान होता है। ऐसे स्थान में जहां कोई कण नहीं हैं, तापीय संचालन नहीं हो सकता है।

3. निष्कर्ष.

विभिन्न पदार्थों में अलग-अलग तापीय चालकता होती है।

ठोसों (धातुओं) में उच्च तापीय चालकता होती है, तरल पदार्थों में कम होती है, और गैसों में कम तापीय चालकता होती है।

विभिन्न पदार्थों की तापीय चालकता का उपयोग हम रोजमर्रा की जिंदगी, प्रौद्योगिकी और प्रकृति में कर सकते हैं।

तापीय चालकता की घटना सभी पदार्थों में अंतर्निहित है, चाहे कुछ भी हो एकत्रीकरण की अवस्थावे हैं।

अब, बिना किसी कठिनाई के, मैं भौतिक दृष्टिकोण से निम्नलिखित प्रश्नों का उत्तर दे सकता हूं और समझा सकता हूं:

1.पक्षी अंदर क्यों हैं? ठंड का मौसमउनके पंख फड़फड़ाओ?

(पंखों के बीच हवा होती है और हवा ऊष्मा की कुचालक होती है।)

2. ऊनी कपड़े सिंथेटिक कपड़ों की तुलना में ठंड से बेहतर सुरक्षा क्यों प्रदान करते हैं?

(बालों के बीच हवा होती है, जो गर्मी का अच्छे से संचालन नहीं करती है)।

3. सर्दियों में जब मौसम ठंडा होता है तो बिल्लियाँ एक गेंद में सिकुड़कर क्यों सोती हैं? (एक गेंद के रूप में मुड़कर, वे उस सतह क्षेत्र को कम कर देते हैं जिससे गर्मी निकलती है।)

4. सोल्डरिंग आयरन, आयरन, फ्राइंग पैन और बर्तनों के हैंडल लकड़ी या प्लास्टिक के क्यों बने होते हैं? (लकड़ी और प्लास्टिक में खराब तापीय चालकता होती है, इसलिए गर्म होने पर धातु की वस्तुएँलकड़ी या प्लास्टिक का हैंडल पकड़ने से हमारे हाथ जलने से बचेंगे)।

5. झाड़ियाँ क्यों गर्मी से प्यार करने वाले पौधेऔर सर्दियों के लिए झाड़ियों को चूरा से ढक दें?

(चूरा ऊष्मा का कुचालक है। इसलिए, पौधों को जमने से बचाने के लिए चूरा से ढक दिया जाता है)।

6. कौन से जूते ठंढ से बेहतर रक्षा करते हैं: तंग या विशाल?

(विशाल, चूंकि हवा अच्छी तरह से गर्मी का संचालन नहीं करती है, यह बूट में एक और परत है जो गर्मी बरकरार रखती है)।

4. प्रयुक्त साहित्य की सूची.

मुद्रित प्रकाशन:

1.ए.वी. पेरीश्किन भौतिकी 8वीं कक्षा -एम: बस्टर्ड, 2012।

2. एम.आई.ब्लुडोव भौतिकी पर बातचीत भाग 1 - एम: ज्ञानोदय 1984

इंटरनेट संसाधन:

1.http://class-fizika.naroad.ru/8_3.htm

2.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B2 %D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C

उद्देश्य

गर्मी हस्तांतरण अनुभाग "थर्मल चालकता" में सैद्धांतिक सामग्री को माहिर और समेकित करना, थर्मल चालकता गुणांक के प्रयोगात्मक निर्धारण की विधि में महारत हासिल करना; माप कौशल प्राप्त करना, प्राप्त परिणामों का विश्लेषण करना।

प्रयोगात्मक रूप से थर्मल इन्सुलेशन सामग्री की तापीय चालकता गुणांक निर्धारित करें।

अध्ययनाधीन सामग्री की तापीय चालकता गुणांक का तालिका मान लिखें।

सारणीबद्ध के संबंध में तापीय चालकता गुणांक के प्रयोगात्मक रूप से पाए गए मान की त्रुटि की गणना करें।

कार्य के बारे में निष्कर्ष निकालें।

पद्धति संबंधी निर्देश

तकनीकी गणना करते समय, विभिन्न सामग्रियों की तापीय चालकता गुणांक के मूल्यों का होना आवश्यक है।

तापीय चालकता गुणांक किसी सामग्री की ऊष्मा संचालित करने की क्षमता को दर्शाता है। ठोस पदार्थों, विशेष रूप से ऊष्मा रोधक पदार्थों का संख्यात्मक मान l आमतौर पर निर्धारित किया जाता है अनुभव.

तापीय चालकता गुणांक का भौतिक अर्थ विशिष्ट ताप प्रवाह के लिए लिखे गए फूरियर समीकरण से निर्धारित होता है

जी = -एल ग्रेड टी। (1)

स्थिर या गैर-स्थिर थर्मल स्थितियों के सिद्धांत के आधार पर, एल के मूल्य को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करने के लिए कई विधियां हैं।

स्थिर तापीय चालकता के साथ ऊष्मा प्रवाह Q, W का अंतर समीकरण इस रूप में लिखा जा सकता है

क्यू = - एलएफ ग्रेड टी। (2)

यदि हम एक पतली दीवार वाले सिलेंडर पर विचार करते हैं, जब l/d > 8, तो बेलनाकार समन्वय प्रणाली में तापमान क्षेत्र का तापमान प्रवणता इस प्रकार लिखा जाएगा

ग्रेड टी = डीटी/डॉ,

और इस मामले का समीकरण (2)।

जहाँ d 1, d 2 क्रमशः सिलेंडर के आंतरिक और निचले व्यास हैं, m;

एल सिलेंडर की लंबाई है, मी;

(टी 2 - टी 1) = डीटी - सिलेंडर की आंतरिक और बाहरी सतहों पर तापमान के बीच तापमान अंतर, 0 सी;

एल उस सामग्री का तापीय चालकता गुणांक है जिससे सिलेंडर बनाया जाता है, डब्ल्यू/(एम 0 सी);

ग्रेड टी - ताप विनिमय सतह के लिए सामान्य तापमान प्रवणता, 0 C/m।

यदि समीकरण (3) को तापीय चालकता गुणांक l, W/(m 0 C) के संबंध में हल किया जाता है, तो हमारे पास होगा

एल = क्यू एलएन(डी 2 /डी 1) / (2पीएलडीटी)। (4)

समीकरण (4) का उपयोग प्रयोगात्मक रूप से उस सामग्री की तापीय चालकता गुणांक के मूल्य को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है जिससे सिलेंडर बनाया जाता है।

एक प्रयोग करते समय, एक स्थिर थर्मल शासन की शुरुआत पर गर्मी प्रवाह क्यू, डब्ल्यू और मूल्यों (टी 2 - टी 1) = डीटी 0 सी की परिमाण निर्धारित करना आवश्यक है।

प्रयोगात्मक स्थापना

प्रायोगिक सेटअप (चित्र) में एक सिलेंडर 1 होता है, जिसके आंतरिक गुहा में एक इलेक्ट्रिक हीटर 2 रखा जाता है, इसकी शक्ति एक ऑटोट्रांसफॉर्मर (टॉगल स्विच) 3 द्वारा नियंत्रित होती है और एक एमीटर 4 और एक वोल्टमीटर की रीडिंग द्वारा निर्धारित की जाती है। 5. सिलेंडर की आंतरिक और बाहरी सतहों का तापमान माइक्रोप्रोसेसर तापमान मीटर से जुड़े क्रोमेल-कोपेल थर्मोकपल 7 का उपयोग करके मापा जाता है। स्थिर थर्मल मोड में इन तापमानों के बीच अंतर के आधार पर, सामग्री की तापीय चालकता गुणांक सिलेंडर किस चीज से बना है इसका अध्ययन कर पता लगाया जाता है।

चित्रकला . योजना प्रयोगात्मक स्थापनासिलेंडर सामग्री की तापीय चालकता गुणांक निर्धारित करने के लिए।

प्रायोगिग विधि

पैनल पर नॉब को स्थिति 1 पर घुमाकर उपकरण चालू करें।

ऑटोट्रांसफॉर्मर नॉब (टॉगल स्विच) को घुमाकर, शिक्षक द्वारा निर्दिष्ट हीटर पावर सेट करें।

रीडिंग देखना तापमान मीटर, एक स्थिर थर्मल शासन की स्थापना की प्रतीक्षा करें।

माप परिणाम तालिका में प्रस्तुत करें:

मेज़

जहां यू, आई - हीटर में वोल्टेज और करंट;

टी 2, टी 1 - सिलेंडर की आंतरिक और बाहरी सतहों का तापमान।

प्रायोगिक डेटा का प्रसंस्करण

अध्ययन के तहत सामग्री की तापीय चालकता गुणांक की गणना करें, एल, डब्ल्यू/(एम 0 सी)

एल ईक्यू = क्यू एलएन (डी 2 /डी 1) / (2पीएलडीटी),

जहां Q = UI - हीटर की शक्ति, W;

डी 1 = 0.041 मीटर, डी 2 = 0.0565 मीटर - आंतरिक और बाहरी व्याससिलेंडर;

एल = 0.55 मीटर - सिलेंडर की लंबाई।

तालिका मान l, W/(m 0 C) लिखें।

3. संदर्भ मान l, % के सापेक्ष त्रुटि l eq निर्धारित करें।

डी = (एल ईक्यू - एल)100/एल।

स्वतंत्र तैयारी के लिए प्रश्न

स्थिर और अस्थिर थर्मल शासन।

तापमान क्षेत्र, स्थिर और गैर-स्थिर, स्थिर क्षेत्र त्रि-आयामी, द्वि-आयामी और एक-आयामी।

तापमान प्रवणता।

ताप संचालन प्रक्रिया का भौतिक सार।

फूरियर समीकरण, इसका विश्लेषण।

तापीय चालकता गुणांक, तापीय चालकता गुणांक के मूल्य को प्रभावित करने वाले कारक।

कुछ सामग्रियों के लिए तापीय चालकता गुणांक के संख्यात्मक मान दें।

किन सामग्रियों को थर्मल इन्सुलेशन माना जाता है?

कार्टेशियन और बेलनाकार समन्वय प्रणालियों में एक-आयामी तापमान क्षेत्र के लिए तापमान प्रवणता का परिमाण लिखें।

समतल और बेलनाकार एकल-परत और बहु-परत दीवारों के ताप प्रवाह Q, W को निर्धारित करने के लिए सूत्र लिखें।

समतल और बेलनाकार एकल-परत और बहु-परत दीवारों के लिए विशिष्ट ऊष्मा प्रवाह g 1, W/m 2, g 2, W/m निर्धारित करने के लिए सूत्र लिखें।

ग्रंथ सूची

मिखेव एम.ए., मिखेवा आई.एम. ऊष्मा अंतरण के मूल सिद्धांत - एम.: ऊर्जा, 1977।

बास्काकोव ए.पी. और अन्य। हीट इंजीनियरिंग। - एम.: एनर्जोइज़डैट, 1991।

नैशचोकिन वी.बी. तकनीकी थर्मोडायनामिक्स और गर्मी हस्तांतरण। - एम.: हायर स्कूल, 1980।

इसाचेंको वी.पी., ओसिपोवा वी.ए., सुकोमेल ए.एस. ऊष्मा स्थानांतरण। - एम.: ऊर्जा, 1981।

जॉब नंबर 8

किसी ठोस के कालेपन की डिग्री का निर्धारण

उद्देश्य

गर्मी हस्तांतरण के सिद्धांत "रेडियंट हीट ट्रांसफर" के आधार पर अनुभाग में सैद्धांतिक सामग्री को माहिर करना और समेकित करना, साथ ही एक ठोस शरीर की उत्सर्जकता और उत्सर्जकता के प्रयोगात्मक निर्धारण की विधि में महारत हासिल करना।

1. किसी ठोस पिंड की उत्सर्जकता और उत्सर्जकता की डिग्री प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करें।

2. संदर्भ मान (प्रतिशत में) के सापेक्ष प्राप्त उत्सर्जन मान की त्रुटि ज्ञात करें।

3. कार्य के बारे में निष्कर्ष निकालें।

पद्धति संबंधी निर्देश

सभी पिंड लगातार उत्सर्जन और अवशोषण करते रहते हैं थर्मल ऊर्जा. दीप्तिमान तापीय ऊर्जा का वाहक 0.8 से 800 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय कंपन है। दीप्तिमान ताप विनिमय की प्रक्रिया उन पिंडों के बीच होती है जिनका तापमान अलग-अलग होता है और जो गैसीय माध्यम से अलग होते हैं।

एक पिंड से निकलने वाली दीप्तिमान ऊष्मा का प्रवाह, दूसरे पिंड से टकराकर, आंशिक रूप से अवशोषित होता है, आंशिक रूप से परावर्तित होता है, और आंशिक रूप से शरीर से होकर गुजरता है। शरीर द्वारा अवशोषित दीप्तिमान ऊर्जा का एक भाग वापस तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। ऊर्जा का वह भाग जो परावर्तित होता है वह अन्य (आसपास के) पिंडों पर पड़ता है और उनके द्वारा अवशोषित कर लिया जाता है। यही बात ऊर्जा के उस हिस्से के साथ भी होती है जो शरीर से होकर गुजरता है। इस प्रकार, अवशोषण की एक श्रृंखला के बाद, शरीर द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा आसपास के निकायों के बीच पूरी तरह से वितरित हो जाती है। नतीजतन, प्रत्येक पिंड न केवल लगातार उत्सर्जित करता है, बल्कि लगातार उज्ज्वल ऊर्जा को अवशोषित भी करता है।

किसी पिंड द्वारा उत्सर्जित दीप्तिमान प्रवाह को निर्धारित करने के लिए, (डब्ल्यू), सूत्र का उपयोग किया जाता है

, (1)

जहां C ग्रे बॉडी की उत्सर्जन क्षमता है, W/(m 2 K 4),

सी = सी ओ  ;

सह - ब्लैक बॉडी उत्सर्जन, डब्ल्यू/(एम 2 के 4),

 - परीक्षण शरीर के कालेपन की डिग्री;

एफ टेस्ट ट्यूब का सतह क्षेत्र है, एम2;

टी 1 - टेस्ट ट्यूब का पूर्ण सतह तापमान, के;

टी इन - कमरे में पूर्ण हवा का तापमान, के।

सूत्र (1) से परीक्षण निकाय की उत्सर्जनता का मान निर्धारित किया जाता है, W/(m 2 K 4),

. (2)

दीप्तिमान ऊष्मा स्थानांतरण पर विचार करते समय, गणना सूत्रों में शामिल कुछ मात्राएँ प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित की जाती हैं; उदाहरण के लिए, शरीर के कालेपन की डिग्री। प्रयोगात्मक रूप से किसी शरीर के कालेपन की डिग्री का संख्यात्मक मान निर्धारित करने के लिए, आप एक प्रयोगात्मक सेटअप का उपयोग कर सकते हैं।

प्रयोगात्मक स्थापना

प्रायोगिक सेटअप (चित्र) में परीक्षण 1 और संदर्भ 2 निकाय शामिल हैं, जो लंबाई के साथ ट्यूबों के रूप में बनाए गए हैं एललंबवत रूप से स्थापित. ट्यूबों के बाहरी व्यास समान हैं: d = 0.025 मीटर।

इस प्रकार, परीक्षण (ग्रे) और संदर्भ (काला) निकायों में ताप विनिमय सतहों एफ का आकार समान होता है। संदर्भ ट्यूब को काले वार्निश के साथ कालेपन की ज्ञात डिग्री ( fl = 0.97) के साथ लेपित किया जाता है। इलेक्ट्रिक हीटर 3 ट्यूबों के अंदर लगे होते हैं, जो ट्यूबों की लंबाई के साथ एक समान गर्मी रिलीज सुनिश्चित करते हैं। हीटर मेन से संचालित होते हैं प्रत्यावर्ती धारा, उनकी शक्तियों को प्रयोगशाला ऑटोट्रांसफॉर्मर 4 द्वारा नियंत्रित किया जाता है और वाटमीटर 5 द्वारा मापा जाता है। इलेक्ट्रिक हीटर द्वारा निर्मित और पाइप की दीवार से आसपास की हवा में गुजरने वाला ताप प्रवाह इलेक्ट्रिक हीटर की शक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है। ट्यूबों के सिरों पर आसपास की हवा में गर्मी के रिसाव को रोकने के लिए हीट-इंसुलेटिंग प्लग स्थापित किए जाते हैं।

ट्यूबों की सतह पर तापमान क्रोमेल-कोपेल थर्मोकपल 6 और एक माइक्रोप्रोसेसर तापमान मीटर 7 का उपयोग करके मापा जाता है।

प्रयोगशाला में हवा का तापमान संस्थापन से दूर स्थापित थर्मामीटर द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह माना जाता है कि कमरे में पिंडों का तापमान (पिंड 1 और 2 को छोड़कर) उसमें हवा के तापमान के बराबर है।

ट्यूब की सतह से हवा तक गर्मी का प्रवाह, प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित, संवहन और उज्ज्वल गर्मी प्रवाह (डब्ल्यू) का योग है

क्यू = क्यू के + क्यू एल, (3)

क्यू एल = क्यू - क्यू सी. (4)

Q k के मूल्य की गणना संवहनी ताप हस्तांतरण के सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है, लेकिन उत्सर्जन की ज्ञात डिग्री के साथ एक संदर्भ निकाय का उपयोग करके इस मूल्य को विचार से बाहर करना अधिक सुविधाजनक है। इस प्रायोगिक सेटअप के लिए फ़्लो 0.97.

चित्रकला। प्रायोगिक सेटअप आरेख

संदर्भ निकाय का विकिरण सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाएगा

. (5)

यदि परीक्षण और संदर्भ निकायों का आकार, आकार और तापमान समान हैं, तो संवहन घटकों को बराबर किया जा सकता है, अर्थात।

,

क्यू एल = क्यू -
+
. = (क्यू-
) +F[( /100) 4 – (टी इन /100) 4 ] . (6)

(6) को (2) में प्रतिस्थापित करने पर, हमें गणना सूत्र प्राप्त होता है

. (7)