— Fizika” ta’lim yo‘nalishi iv-kurs 42-guruh talabasi Jalilova Matlubaning

II-bob. Termodinamika qonunlarini modulli tizim asosida o’rganish.

1-§. 1-2 modul. Issiqlik almashuvi va ish sistema holatining o’zgartirish usullari “Mutloq temperatura”

Bir jinsdan boshqa jinsga ish bajarmasdan energiya uzatish jarayoni issiqlik almashinuv yoki issiqlik uzatish deyiladi. Issiqlik almashinuv issiqlik o’tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish yo’li bilan sodir bo’ladi. Jism qizdirilganda uning zarrachalarining issiqlik harakati kuchayadi va uning tempraturasi ko’tariladi. Natijada qo’shni zarrachalarga uzatiladi va ularni harakat tezligi ortadi ya’ni jismning galdagi qismining tempraturasi ko’tariladi. Demak issilik uzatiladi. Turli moddalarning issiqlik o’tkazuvchanilgi turlicha bo’ladi.

Konveksiya. Konveksiya vaqtida issiqlini gaz yoki suyuqlik oqimining ozi ko’chiradi. Suyuqlik va gazlarning issiqlik manbaiga yaqin bo’lgan qatlami tez isib kengayadi, uning zichligi kamayadi, natijada yuqriga qalqib chiqa boshlaydi. Uning o’rniga yuqori sovuqroq qatlami egallaydi bu jarayonda issiqlik, suyuqli yoki gaz moekulalarining yuqori temperaturali qatlamlardan temperaturasi pastroq qatlamlarga birdaniga siljishi bilan uzatiladi. Bu hodisaga konveksiya deyiladi. Konveksiya bo’lmaganda plita ustiga qo’yilgan idishdagi suv juda sekinlik bilan isigan bo’lar edi.

Nurlanish. Qizigan hamma jismlarissiqlikni boshqa jismlarga nurlanish- nur siochish yo’li bilan uzatadi. Issiqlikni nurlar orqali uzatish issiqlik uzatishning boshqa turlaridan shu bilan farq qiladiki, hech qanday moddaning molekulasi bo’lmagan mutlaq va qumda ham issiqlik uzataveradi.

Issilik almashinuvida suyuqlik yoki gaz (bug’) ish bajaruvchi jism jism hisoblanadi. Issiqlik almashuv nazariyasi energiya uzatish haqidagi ma’lumotning bir qismi bo’lib, termodinamika bilan birga issiqlik texnikasining nazariy asosini tashkil qiladi. Bug’ qozonlarida, bug’ va gaz trubinalarida, pechlarda issiqlik almashinuv hodisasi ro’y beradi.

Tabiatda uzluksiz issiqlik almashinuv bo’lib turadi. Masalan, havoning yerga yaqin turgan qatlami va tuproqning yuqori qatlamida tempratura muttasil o’zgarib turadi. Kunduzi tuproq quyoshdan issiqlikni ko’p yutib isiydi, kechasi esa aksincha soviydi. Tuproqning isishi va sovishi o’simliklarning rivojlanishiga kata ta’sir ko’rsatadi. Haydalgan qora tuproq quyosh nurlari ta’sirida ko’proq isiydi, ammo u ustda o’simlik o’sib yotgan yer tuproqqa qaraganda tezroq soviydi ham.

Tuproq va havo orasida issiqlik almashuviga ob-havo ham ta’sir qiladi. Ochiq bulutsiz tunda tuproq qattiq soviydi. Tuproqdagi issiqlik nurlanish tarzida to’xtovsiz tarqaladi. Erta bahorda bunday kechalari tuproqning sirti muzlashi mumkin. Agar havo bulut bo’lsa, bulut yerni qoplab olib, tuproqni nurlanish yo’li bilan issiqlik yo’qotishdan saqlovchi o’ziga xos parda vazifasini o’taydi.

Issiqxonalar tuproqni va tuproq ustidagi havoning temperaturasini ko’tarish vositalarini biri bo’lib, quyosh nurlaridan to’laroq foydalanishga imkon beradi.

Quyoshning ko’rinadigan nurlarini shisha yaxshi o’tkazadi, bu nurlar qoramtir tuproqqa tushgach uni qizdiradi. Ammo shish yer ustidagi havoni sovitmay turadi, chunki u yer sirtidan tarqaluvchi ko’rinmas issiqlik nurlarini yomon o’tkazadi.

Shunday qilib, issiqxonalar oynasi issiqlikni tutib qoladi. Issiqxona ichidagi temperatura usti ochiq yerdagi temperaturadan taxminan 10^oC daraja yuqori bo’ladi.

Issiqlik texnikasi issiqlik almashinuvining nazariy va amaliy masalalarini o’rganadi. Issiqlik almashuv issiqlik oqimi miqdori ga jismlar sirti ga issiqlik almashuv koeffitsenti va temperaturalar farqi ; ga bog’liq bo’lib, u quyidagicha ifodalanadi:

Bu Nyuton-Puxman formulasi deyiladi. Bunda ga teng deb olib, buni issiqlik oqimi zichligi deyiladi, va u kabi yoziladi.

Temperaturalar farqi bo’lganda issiqlik almashuv koeffitsenti issiqlik oqimi zichligiga teng bo’ladi. Issiqlik almashuvda jismlar orasidagi chegarada sovuq jismning sekin harakatlanadigan molekulalari bilan issiq jismning tezroq harakatlanadigan molekulalari o’zaro ta’sirlashadi. Natijada molekulalarning kinetik energiyalari tenglashadi. Sovuq jism molekulalarining tezligi ortadi, issiq jism molekulalarining tezligi kamayadi.

Issiqlik almashuvda energiya bir turdan boshqa turga aylanadi. Issiq jism ichki energiyasining bir qismi sovuq jismga uzatiladi.