Virtual Laboratory Wiki
Advertisement

В физике теплопередача — процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к более холодному, что является следствием второго закона термодинамики (однако возможно передать тепло от холодного тела с помощью вспомогательных устройств, таких как холодильник). Теплопередачу невозможно остановить, возможно только замедлить её.

Виды теплообмена

Всего существует три простых (элементарных) вида передачи тепла:

Существуют также различные виды сложного переноса тепла, которые являются сочетанием элементарных видов. Основные из них:

  • теплоотдача (конвективный теплообмен между потоками жидкости или газа и поверхностью твёрдого тела);
  • теплопередача (теплообмен от горячей жидкости к холодной через разделяющую их стенку);
  • конвективно-лучистый перенос тепла (совместный перенос тепла излучением и конвекцией).

Легенда о замороженном космонавте

Вопреки сложившемуся мнению о том, что в космосе очень холодно (температура ниже 4 K), холод, как скорость остывания, можно рассматривать с разных позиций. Теплопроводность в вакууме также близка к нулю, поэтому тепловой поток от нагретого тела, выпущенного в открытое пространство, будет осуществляться только за счёт излучения. Величина излучения пропорциональна 4-ой степени температуры. Например, если вдруг космонавт окажется в открытом космосе (и далеко от ближайших звёзд, так что нагревом от внешних источников пренебрежём), потеряв возможность вернуться на корабль, то он не покроется коркой льда и его не постигнет скорая ледяная смерть. Его температура, ~310 K, достаточна, чтобы находиться в комфортных температурных условиях некоторое (по крайней мере до прилёта спасательной космической службы) время. Если считать, что в теле космонавта отсутствует выделение энергии и что испарение воды с кожи исключено (космонавт находится в герметичном скафандре без теплоизоляции), то на один градус он охладится примерно за сорок минут, даже если поверхность его скафандра будет абсолютно чёрной, наиболее эффективно излучающей энергию. С уменьшением температуры, согласно закону Стефана — Больцмана, скорость охлаждения будет падать. На самом деле космонавту в вакууме угрожает не холод, а перегрев, поскольку мощность тепловыделения человеческого тела составляет около 100 Вт; эффективный отвод тепла составляет одну из важных проблем, решаемых конструкторами космических скафандров.

Источники

  1. Григорьев Б. А., Цветков Ф. Ф. Тепломассообмен: Учеб. пособие — 2-е изд. — М: МЭИ, 2005.
  2. Брюханов О. Н., Шевченко С. Н. Тепломассообмен: Учеб. пособие. — М: АСВ, 2005.
  3. Исаченко В. П. и др. Теплопередача: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергия, 1975.
  4. Галин Н. М., Кириллов П. Л. Тепломассообмен. — М.: Энергоатомиздат, 1987.
  5. Карташов Э. М. Аналитические методы в теплопроводности твердых тел. — М.: Высш. шк., 1989.

См. также

Ссылки



Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Теплопередача. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement