Ilmiybaza.uz FUR'E QONUNI. TEMPERATURA GRADIENTI Reja: 1. Fur'e qonuni moxiyati 2. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 3. Metallarda, suyuqliklarda va gazlarda issiqlik o'tkazish ifodasi Tayanch iboralar: Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti, statsionar rejimda issiqlik o'tkazuvchanlik, bir qatlamli va ko'p qatlamli tekis devorlar. Ilmiybaza.uz Haroratlari har-xil bo'lgan, bir-biriga tegib turadigan jismlar energiyasining zarralar aro tarqalishi issiqlik o'tkazuvchanlik deb ataladi. Bir jinsli va izotropli jismning qizishini ko'rib chiqamiz. Hamma yo'nalishi bo'yicha bir-xil xususiyatga ega bo'lgan jismlar izotropli jismlar deb ataladi. Bunday jismlarni qizitganda uning harorati turli nuqtalarida vaqt bo'yicha o'zgaradi va issiqlik yuqori haroratli qismidan past haroratli qismiga tarqaladi. Demak umumiy holda qattiq jismlarda issiqlik uzatish, haroratning fazoda va vaqt bo'yicha o'zgarishi bilan kuzatiladi, ya'ni ( , , , ), t  f x y z  bu yerda x,u,z-nuqtalar koordinati;  -vaqt. Bu funksiya ko'rilayotgan jismning issiqlik maydonini aniqlaydi. Temperatura gradienti Agarda jismning bir hil haroratli nuqtalarini birlashtirsak haroratlari teng bo'lgan izotermali deb ataladigan yuzani olamiz. Izotermali yuzalar bir-biri bilan kesishmaydi. Ular bir-birini davom ettiradi yoki jismning chegarasida tugaydi. Haroratlari ya'ni t va t t   bo'lgan ikki izotermali yuzalarni ko'rib chiqamiz. Qandaydir A nuqtadan siljisak, haroratning jadalligini o'zgarishi turli yo'nalishda bir xil emasligini ko'ramiz. Agarda izotermali yuza bo'yicha siljilsa haroratning o'zgarishi kuzatilmaydi. Qandaydir S yo'nalishi bo'yicha siljilsa haroratni o'zgarishi kuzatiladi. Izotermali yuzaga tik yo'nalishda uzunlik birligida haroratlarning farqini ko'proq bo'lishini kuzatish mumkin. Harorat t  ni o'zgarishini izotermalarni normali n  (tik) bo'yicha oralig'iga bo'lgan o'zaro nisbatini chegarasi (predel) qachonki n  nolga intilsa, harorat gradienti deb ataladi, o'lcham birligi ( ° /m ). Jismlarning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlaydigan asosiy qonunlaridan biri bu fransuz fizigi bo'lmish Fur'e yaratgan qonundir. Vaqt birligida izotermikli yuzaning birligidan o'tayotgan issiqlik miqdori issiqlik oqimining zichligi deb ataladi. Ixtiyoriy satxdan vaqt birligida o'tgan issiqlik miqdori issiqlik oqimining quvvati deb ataladi, uning o'lchov birligi [J/s yoki Vt]. Fur'e qonunining matematik ifodasi quyidagi ko'rinishga ega bo'lib, bu formula barcha Ilmiybaza.uz yassi yuzalar uchun bir xil qo'llaniladi. T1 - T2 q = λ -------------- S; ℓ Bu yerda: q – Devordan o'tayotgan issiqlik oqimi quvvati ( J/s yoki Vt); λ - Devor materialining issiqlik o'tkazish koeffitsenti (Vt / m K ); T1 - devor ichkarisidagi xarorat ( K); T2 - devor tashki yuzasidagi xarorat ( K); ℓ - Devorning kalinligi yoki kuvur uzunligi ( m ); S - Devor yuzasi ( m² ). Bu formula 1sekund vaqt birligi uchun taalluqlidir. Agar ma'lum vaqt uchun xisoblansa , vaqt birligi xisobga olinishi lozim va umumiy ko'rinishda formulani quyidagi xolda ifodalash mumkin; Qum = q · t (J) t - vaqt (sekund) Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti  jismning fizik ko'rsatkichi bo'lib, u materiallarning issiqlik o'tkazish koeffitsentini yoki qobiliyatini bildiradi. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti bosim va haroratga bog'liq. Ko'p jismlarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti tajribalar orqali aniqlanadi va texnik hisoblashlarda jadvallardan qabul qilinadi. Metallar issiqlikni eng yaxshi o'tkazuvchi deb hisoblanadi. Metallarda issiqlikni asosan erkin elektronlar ko'chiradi. Issiqlikni eng yaxshi o'tkazadigan metall bu toza kumush hisoblanadi,  =410 Vt/(mK). Jismning namligi issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientiga katta ta'sir qiladi. Ashyoning namligini oshishi bilan issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti xam oshadi. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti haroratning ortishi bilan ko'tariladi. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 0,005dan 0,06 Vt/(mK) gacha o'zgaradi. Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti bosimga bog'liq emas. Suv bundan mustasno, haroratni 00S dan 1000 gacha oshirganda issiqlik o'tkazuvchanlik koeffisienti ortadi, keyinchalik haroratning oshishida esa Ilmiybaza.uz kamayadi. (Ayrim materiallarning iss. o'tk. koeffitsenti jadvali) Agar λ < 0.2 Vt/mK bo'lsa, bunday materiallar izolyasion materiallar sirasiga kiradi. Misol uchun penoplast, shisha tolasi, elektr izolyatorlari, kigiz, po'kak, yogoch qipig'i, germetik xavo va x.k ...... Bir qatlamli tekis devor orqali issiqlik o'tkazuvchanlik Devorning hamma qismi bir hil qalinlikka ega, satxlarining harorati bir xil ushlab turilsa izotermali satx hisoblanadi. Tekis devor orqali berilayotgan issiqlik miqdori devorning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti  ga, devorning yuzasi S ga, vaqt birlig'i t ga, devorning tashqi satxlarining harorat larining farqiga to'g'ri proporsionaldir. Haqiqatda real jismning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti haroratga bog'liq va harorat ning o'zgarish qonuni egri chiziq bilan tasvirlanadi. Ko'p qatlamli tekis devor orqali issiqlik o'tkazuvchanlik Issiqlik apparatlarida devori bir nechta tekis qatlamli turli ashyolardan tashkil topgani ko'proq uchraydi. Devorni tashkil etuvchi qatlamlari bir-biriga jips tegib turadi. Bu masalani yechish uchun har bir qatlamning qalinligi 1,2 , 3  ularning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari 3 2 1 , ,    bo'lgan uch qatlamli devorni ko'rib chiqamiz. Devorning tashqi satxlarining harorati t 1, t 2; Devorning har bir qatlami uchun issiqlik oqimi aloxida - aloxida aniqlanadi. Ilmiybaza.uz       ). ( / 3 ); ( / 2 ); ( / 1 3 3 2 2 1 1 сm сл сл сл сл ст t F t Q t F t Q t F t Q                   Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti o'zgarmas bo'lganda harorat devorning har bir qatlamida chiziqli qonun bo'yicha o'zgaradi, ko'p qavatli tekis devorda esa harorat grafigi singan chiziq ko'rinishida bo'ladi. Qisqacha xulosalar: 1. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsenti qurilish materiallarining turiga bog'liq bo'lgan kattalikdir. 2. Fur'e qonuni yassi devorlardan o'tuvchi issiqlik oqimi miqdorini xisoblaydi. 3. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsenti miqdoriga jismning namligi ta'sir qiladi. Nazorat savollari: 1. Fur'e qonunining moxiyatini aniqlang? 2. Qanaqa issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsentlarini bilasiz? 3. Xarorat gradienti deganda nimani tushunasiz? 4. Izotrop jismlar qanday jismlar?