Siltumvadīšana
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a6/SnowMeltingOnPavingStones.jpg/300px-SnowMeltingOnPavingStones.jpg)
Siltumvadīšana ir siltuma pāreja no viena ķermeņa uz otru tiem esot saskarē. Siltumvadīšana var notikt arī viena ķermeņa ietvaros no siltākas ķermeņa daļas uz aukstāku.[1] Tā kā siltumvadīšanu veicina temperatūru starpība, izolētā sistēmā apgabali ar sākotnēji atšķirīgu temperatūru siltuma vadīšanas ceļā tieksies uz termodinamisko līdzsvaru(konstantu temperatūru).[2]
Vienkāršs modelis
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]Var aplūkot cilindru ar garumu un nemainīgu šķērsgriezuma laukumu , starp kura galiem ir temperatūru starpība . Aizplūdušais siltuma daudzums ir atkarīgs no siltumvadīspējas koeficienta , kas katram materiālam ir atšķirīgs, temperatūras starpības starp cilindra galiem, cilindra šķērsgriezuma laukuma un laika intervāla, kurā plūst siltums . Šo sakarību var pieraksīt kā formulu:
, kur - pievadītais siltuma daudzums, - siltumvadītspējas koeficients, - temperatūru starpība/gradients starp diviem punktiem, - šķērsgriezuma laukums, - pagājušais laiks.[3]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/61/Mur_serie_generalite.png/300px-Mur_serie_generalite.png)
Formulā redzama mīnusa zīme, jo ejot prom no sildelementa temperatūras starpība būs negatīva, taču pievadītais siltums būs pozitīvs. Lai abas puses būtu pozitīvas, jāņem temperatūras starpība ar mīnusa zīmi.
Siltumvadīšana notiek lēnāk materiālos ar mazu siltumvadītspējas koeficientu. Piemēram, metāli parasti labi vada siltumu, bet siltumizolācijas materiāli kā minerālvate vai putupolistirols slikti vada siltumu. Attiecīgi materiālus ar labu siltumvadītspēju izmanto, piemēram, radiatoriem procesoros un materiālus ar sliktu siltumvadītspēju siltumziolācijai.
Piemērs
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Mur_serie_gradient.png/300px-Mur_serie_gradient.png)
- Dota siena kā ilustrācijā ar slāņiem A, B, C, materiālu siltumvadītspējas koeficientiem , , temperatūra iekšā , temperatūra starpslānī temperatūra ārā , sienu biezumi , , kāda ir temperatūra starp slāņiem B,C - ? Sistēmas temperatūra laikā nemainās un sienas laukumi ir vienādi.
Tā kā sistēmas temperatūra laikā nemainās un sienas laukumi ir vienādi, tad katra materiāla ietvaros visiem izpildās. Starp un var atrast šo konstanti formulas kreisajā pusē- , tad pierakstot formulu slānim C: , izsakot iegūst
Siltuma vienādojums
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/59/Conduction_chaleur_barreau_refroidissement.svg/300px-Conduction_chaleur_barreau_refroidissement.svg.png)
Vispārīgākā modelī siltumvadīšana notiek molekulu līmenī, kur kādas vienas molekulas temperatūras izmaiņa laikā ir atkarīga no kaimiņu molekulu temperatūru starpību starpības (1D gadījumā ). Vispārīgāk 3D gadījumā likumsakarība pierakstās kā formula:
, kur - temperatūras izmaiņa laikā, - kaimiņu molekulu temperatūru starpību starpība visos virzienos, - proporcionalitātes koeficients.
Formula paredz, ja kāda stieņa galos ir konstantas temperatūras, piemēram, liesma ar 500 un ledus ūdens ar 0 1D gadījuma līdzsvara stāvoklis iestāsies, kad temperatūra būs lineāri atkarīga no koordinātes , lai otrais atvasinājums pēc būtu nulle un būtu nulle. Formula arī paredz izolētam ķermenim pašam no sevis tiekties uz termodinamisko līdzsvaru- ja stieņa gali ar karstāko un aukstāko temperatūru būt konstanti, tad temperatūras sadalījums pa tiektos uz līniju, bet sildot blakus esošās molekulas, šie maksimuma/minimuma punkti atdziest/uzsilst, tie mainīsies līdz maksimumi/minimumi kļūs par sistēmas vidējo temperatūru.
Atsauces
[labot šo sadaļu | labot pirmkodu]- ↑ «Siltuma pārneses veidi un to izpausmes un piemēri dabā un tehnikā — teorija. Fizika, 8. klase.». www.uzdevumi.lv (latviešu). Skatīts: 2024-03-13.
- ↑ «Siltumapmaiņas veidi — teorija. Fizika, 11. klase.». www.uzdevumi.lv (latviešu). Skatīts: 2024-03-13.
- ↑ «Siltuma plūsma cietos materiālos — teorija. Fizika (Skola2030), Fizika II.». www.uzdevumi.lv (latviešu). Skatīts: 2024-03-13.