Reja: Issiqlik nima, umumiy tushunchalar

Mavzu:Issiqlikni atrof muhitbga tarqalishi

Reja:
1.Issiqlik nima, umumiy tushunchalar

2.Issiqlikning atrof muhitga tarqalishi
3. Issiqlikning atrof muhitbga tarqalish turlari

Issiqlik bir ob'ektdan ikkinchisiga yoki jismning bir qismidan ikkinchisiga o'tishi mumkin bo'lgan energiya shaklidir. Bu modda ichidagi atomlar va molekulalarning tasodifiy harakati natijasidir. Issiqlik va uning xususiyatlarini tushunish turli sohalarda, jumladan fizika, muhandislik va kundalik hayotda juda muhimdir. Issiqlik haqida koʻproq maʼlumotga ega boʻlish uchun baʼzi asosiy jihatlar:

1. Harorat: Harorat moddadagi zarrachalarning oʻrtacha kinetik energiyasining oʻlchovidir. U issiqlik oqimining yoʻnalishini aniqlaydi, chunki issiqlik tabiiy ravishda yuqori haroratli hududdan pastroq haroratli hududga issiqlik muvozanatiga erishilgunga qadar oqadi.
2. Issiqlik uzatish mexanizmlari: Issiqlik uchta asosiy mexanizm orqali uzatilishi mumkin: o'tkazuvchanlik, konveksiya va radiatsiya. O'tkazuvchanlik - bu qattiq jismdagi zarralar o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqa orqali issiqlikni uzatish. Konveksiya suyuqliklar (suyuqliklar yoki gazlar) harakati orqali issiqlik uzatishni o'z ichiga oladi. Radiatsiya issiqlikning elektromagnit to‘lqinlar orqali uzatilishi bo‘lib, ular vakuum orqali o‘tishi mumkin.
3. Maxsus issiqlik sig'imi: O'ziga xos issiqlik sig'imi - bu moddaning haroratini ma'lum miqdorda oshirish uchun zarur bo'lgan issiqlik energiyasi miqdori. Turli moddalarning o‘ziga xos issiqlik sig‘imlari har xil bo‘ladi, ya’ni ular bir xil harorat o‘zgarishiga erishish uchun har xil miqdorda issiqlik talab qiladi.
4. Qattiq jismlarda issiqlik almashinuvi: qattiq jismlarda issiqlik asosan o'tkazuvchanlik yo'li bilan uzatiladi. Metall kabi yaxshi o'tkazgichlar issiqlikning oson oqishiga imkon beradi, yog'och yoki kauchuk kabi izolyatorlar esa issiqlik o'tkazuvchanligiga to'sqinlik qiladi.
5. Suyuqliklarda issiqlik almashinuvi: Suyuqliklarda (suyuqliklar va gazlar) issiqlik almashinuvi konveksiya orqali sodir bo'ladi. Konvektsiya oqimlari qizdirilgan suyuqlik ko'tarilganda va sovuqroq suyuqlik cho'kib ketganda hosil bo'lib, issiqlik uzatuvchi uzluksiz oqimni o'rnatadi.
6. Kundalik hayotda issiqlik almashinuvi: Issiqlik ko'plab kundalik vaziyatlarda hal qiluvchi rol o'ynaydi. U pishirishda ishtirok etadi, bu erda issiqlik issiqlik manbasidan oziq-ovqatga o'tkazuvchanlik yoki konveksiya orqali o'tadi. Shuningdek, u binolarda qulay haroratni saqlab turish uchun issiqlik uzatiladigan isitish va sovutish tizimlarida ham zarur.
7. Issiqlik va energiya samaradorligi: issiqlik uzatishni tushunish energiya samaradorligini oshirish uchun zarur. Issiqlik yo'qotilishini minimallashtirish yoki issiqlik uzatish mexanizmlarini optimallashtirish orqali energiya sarfini izolyatsiya, HVAC tizimlari va sanoat jarayonlari kabi turli ilovalarda kamaytirish mumkin.
8. Termodinamika: Issiqlik termodinamikaning asosiy tushunchasi boʻlib, energiya konvertatsiyasi va tizimlarning harakatini oʻrganadi. Termodinamika qonunlari issiqlik uzatishni boshqaradi va energiyani tejash va energiyani aylantirish jarayonlarining samaradorligi haqida tushuncha beradi.
Ushbu mavzularni oʻrganish issiqlik va uning qoʻllanilishi haqida chuqurroq tushunchaga ega boʻlib, uning turli sohalardagi ahamiyatini tushunish imkonini beradi.
Issiqlik o’tkazuvchanlik. Issiqlik temperaturalar farqi tufayli energiya uzatishdir. Bir joydan boshqa joyga bunday o’tish uchta turlicha bo’lgan jarayonlar orqali yuz beradi: o’tkazuvchanlik, konvektsiya, nurlanish.
O’tkazuvchanlik vaqtida atom va molekulalarning ko’chishi tufayli yuz bergan o’zaro ta`sirlashuv natijasida energiya uzatiladi. Masalan, qattiq panelning bir tomoni qizdirilsa, qizigan tomondagi atomlarning tebranishlari sovuq tomonidagiga qaraganda kattaroq energiya bilan yuz beradi. Energiyasi kattaroq atomlarning energiyasi kichikroq atomlar bilan o’zaro ta`sirlashuvi energiyaning penel bo’yicha siljishiga olib keladi. O’tkazuvchanlik davomida issiqlik moddaning to’g’ridan to’g’ri ko’chishi yo’li bilan yuz beradi. Masalan, xonani egallab turgan issiq xavo kengayadi, uning zichligi kamayadi, uni o’rab turgan xavo tomondan itaruvchi kuch ta`sir etib, yuqoriga ko’tarilishga majbur etadi. SHunday qilib, energiya issiq xavo molekulalari bilan yuqoriga ko’chadi.
Issiqlik o’tkazuvchanlik davomida, energiya yorug’lik tezligida harakatlanuvchi elektromagnit to’lqinlar ko’rinishida fazo orqali uzatiladi. Elektromagnit nurlanishlarga bir-biridan to’lqin uzunligi va chastotasi bilan farq qiluvchi infraqizil to’lqinlar, ko’zga ko’rinuvchi yorug’lik nuri to’lqini, televidenie to’lqiniva rentgen nurlar kiradi. Issiqlik ko’chishining barcha mexanizmlarida , jismning sovush tezligi jism va uni o’rab turgan muhit orasidagi temperatura farqiga proportsionaldir. Bu natija N yuton sovutishi qonuni bilan taniqlidir. Ko’pgina real xolatlarda energiya uzatishning bu uchchala turi bir vaqtda yuz beradi, bunda mexanizmlardan biri boshqasiga nisbatan ko’proq rol o’ynashi mumkin. Masalan, oddiy fazoda qizdirgich nurlatish va konvektsiya uchun qo’llaniladi. Qizdiruvchi element kvarts bo’lsa, u xolda ko’chishning asosiy mexanizmi nurlanishdir. Agar qizdiruvchi element metall (kvarts kabi samara balan nurlatmaydigan) bo’lsa, asosiy mexanizm konvektsiya bo’lib, uning natijasida yuqoriga ko’tarila borib, sovuqroq xavo bilan almashinib energiya ko’chadi. Isitgichlarda konvektsiya jarayonini tezlashtirish uchun odatda ventilyatorlar qo’llaniladi.
O’tkazuvchanlik.1-rasmda ko’ndalang kesim yuzasi A bo’lgan izolyatsiyalangan to’liq brusok ko’rsatilgan. Agar biz sterjenning bir uchini yuqori temperaturada, ikkinchi uchini past temperaturada ushlasak, energiya issiq tomondan sovuq tomonga siljiydi. Statsionar xolatda temperatura issiq tomondan sovuq tomonga chiziqli o’zgaradi. Brus bo’ylab temperaturaning o’zgarish tezligi dT/dx temperatura gradiengti deyiladi.
Issiqlik uzatilishi yoki issiqlik almashuvi qattiq, suyuq va gazsimon jismlarda issiqlikning tarqalishini o'rganadi. Issiqlik uch xil usulda: issiqlik o ‘tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish orqali uzatiladi.
Issiqlik — materiya harakati shakli; jismlar oʻrtasidagi issiqlik almashinish jarayonining energetik ifodasi. Materiyani tashkil qiluvchi mikrozarralar (molekula, atom, elektron va b.) ning betartib harakatlari miqdori Issiqlikni ifodalaydi. Issiqlik va issiqlik miqdori atamalari bir xil maʼnoni bildiradi.

Issiqlik haqidagi maʼlumotlar juda qadimdan maʼlum. Qadim zamonlarda Issiqlik ni jismlarning har xil holatiga bog'liq bo'lgan qandaydir asos, negiz deb qaralgan. 16-asr gacha jismlarning qizish darajasi sezgi organlari yordamida aniqlangan. 16-asr da G. Galiley birinchi marta termometr yasab, jismlarning qizish darajasini (temperaturani) aniqlagan. 17-asr dan boshlab, Issiqlik holatini materiya tarkibidagi zarralar harakatiga bog'lab tushuntira boshlangan (F. Bekon va R. Dekart). 18-asr birinchi yarmida D. Bernulli, M. F. Volter bu taʼlimotni yana ham rivojlantirdi. 18-asr da metallurgiya va bug' kuchiga asoslangan texnika juda taraqqiy qildi. Bu esa Issiqlik hodisalarini yana ham anikroq tekshirishni talab etdi. Ayniqsa, temperatura (termometriya) ni, Issiqlik miqdorini o'lchash (kalorimetriya) usullari taraq-qiy qildi. 18-asr o'rtalarida M. V. Lomonosov berk idishda moddalarning ku-yishini tajribada tekshirib, moleku-lyar-issiqlik nazariyasini kashf etdi. Nemis tabiatshunosi Yu. R. Mayer is-siklik va mexanik ishning ekvivalentligini asoslaganidan keyin (1850—60) J. Jdulʼ va fransuz olimi Girni tomonidan molekulyarkinetik nazariya qayta tiklandi va R. Klauzius hamda J. Maksvell tomonidan rivojlantirildi.
Turli materiallarda issiqlik uzatish mexanizmlari quyidagilardan iborat:
1. Gaz: Gazlarda issiqlik almashinuvi asosan konveksiya orqali sodir bo'ladi. Bu gaz molekulalarining harakati orqali issiqlik uzatiladigan jarayon. Gaz qizdirilganda uning molekulalari energiya oladi va tezroq harakatlanadi, bu esa gazning kengayishiga va kamroq zichligiga olib keladi. Bu issiq gaz ko‘tariladi va uning o‘rnini atrofdagi sovuqroq gaz egallab, issiqlikni uzatuvchi konvektiv oqim hosil qiladi.
2. Suyuqlik: Suyuqliklarda issiqlik uzatish ham konveksiya orqali sodir bo'ladi. Suyuqlik qizdirilganda uning molekulalari energiya oladi va tezroq harakatlanadi, bu esa ularning zichligi kamroq va ko'tarilishiga olib keladi. Atrofdagi sovuq suyuqlik ko‘tarilayotgan issiq suyuqlik o‘rnini egallaydi va issiqlik uzatuvchi konveksiya oqimlarini hosil qiladi.
3. Metal: Metallarda issiqlik almashinuvi uchta mexanizm orqali sodir bo'lishi mumkin: o'tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish. O'tkazuvchanlik asosiy mexanizm bo'lib, issiqlik metall ichidagi to'g'ridan-to'g'ri molekulyar to'qnashuvlar orqali uzatiladi. Metalllar atom tuzilishidagi elektronlarning erkin harakati tufayli yaxshi issiqlik o'tkazgichlari hisoblanadi. Konveksiya metall atrofida suyuqlik (suyuqlik yoki gaz) mavjud bo'lganda ham sodir bo'lishi mumkin va issiqlik suyuqlik harakati orqali uzatiladi. Radiatsiya elektromagnit to'lqinlar orqali issiqlik uzatiladigan yana bir mexanizmdir, lekin u o'tkazuvchanlik va konveksiya bilan solishtirganda metallarda kamroq ahamiyatga ega.
4. Qurilish materiallari: Qurilish materiallarida issiqlik uzatish ularning tarkibiga bog'liq. Yog'och, beton va g'isht kabi materiallar asosan issiqlik o'tkazuvchanligi orqali uzatiladi. Materialning bir qismi qizdirilganda, issiqlik materialning zarralari orqali o'tkaziladi va uni sovuqroq qismlarga o'tkazadi. Boshqa tomondan, izolyatsiyalash materiallari past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu esa o'tkazuvchanlik orqali issiqlik uzatishni kamaytiradi. Bundan tashqari, agar material tarkibida havo harakati bo‘lsa, ayrim qurilish materiallari issiqlikni konveksiya orqali ham o‘tkazishi mumkin.
E'tiborga olish kerakki, o'ziga xos issiqlik uzatish mexanizmlari materialning xususiyatlariga va issiqlik uzatish sodir bo'lgan sharoitga qarab farq qilishi mumkin.
Issiqlikning atrof-muhitga taqsimlanishi termodinamikaning muhim jarayonidir. Issiqlik o'tkazuvchanlik, konveksiya va nurlanish kabi turli mexanizmlar orqali issiqroq ob'ekt yoki tizimdan sovuqroqqa o'tkaziladi.
O'tkazuvchanlik deganda jismlar yoki moddalar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri aloqa qilish orqali issiqlik uzatish tushuniladi. Misol uchun, issiq panga tegizsangiz, issiqlik o'tkazuvchanlik orqali idishdan qo'lingizga o'tadi.
Konveksiya havo yoki suv kabi suyuqliklar harakati orqali issiqlik uzatishni o'z ichiga oladi. Qizdirilganda suyuqliklar kamroq zichlashadi va ko'tariladi, sovuqroq suyuqliklar esa cho'kadi. Bu issiqlikni taqsimlashga yordam beradigan aylanish sxemasini yaratadi.
Radiatsiya - elektromagnit to'lqinlar orqali issiqlik uzatish. Bu issiqlik uzatish uchun vositani talab qilmaydi va vakuumda paydo bo'lishi mumkin. Masalan, Quyosh issiqlikni radiatsiya orqali Yerga uzatadi.
Umuman olganda, issiqlikning atrof-muhitga taqsimlanishi turli tizimlarda, jumladan, sayyoramizda issiqlik muvozanatini saqlash va muvozanatli haroratni ta'minlash uchun zarurdir.

Bu yerda issiqlikning atrof-muhitga taqsimlanishi haqida ba'zi qo'shimcha tafsilotlar:
1. O'tkazuvchanlik: O'tkazuvchanlikda issiqlik jismlar yoki moddalar o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqa orqali uzatiladi. Bu bir-biri bilan aloqa qiladigan ikkita ob'ekt o'rtasida harorat farqi mavjud bo'lganda paydo bo'ladi. O'tkazuvchanlik orqali issiqlik o'tkazuvchanligining tezligi materiallarning issiqlik o'tkazuvchanligi va harorat farqi kabi omillarga bog'liq.
2. Konveksiya: Konvektsiya suyuqliklar harakati orqali issiqlik uzatishni o'z ichiga oladi. Suyuqlik qizdirilganda u kamroq zichroq bo'ladi va ko'tarilib, konveksiya oqimi hosil qiladi. Keyin sovuq suyuqlik ko'tarilgan iliq suyuqlikning o'rnini bosadi va aylanishni yakunlaydi. Bu jarayon suyuqlik va gazlardagi issiqlikni taqsimlashga yordam beradi.
3. Radiatsiya: Radiatsiya - bu elektromagnit to'lqinlar orqali issiqlik uzatish. Bu issiqlik uzatish uchun vositani talab qilmaydi va vakuumda paydo bo'lishi mumkin. Barcha jismlar radiatsiya chiqaradi va yutadi, radiatsiya miqdori ob'ektning harorati va sirt xususiyatlariga bog'liq. Quyosh issiqligi Yerga shu tarzda etib boradi, shuningdek, kundalik hayotimizda turli haroratdagi jismlar o‘rtasida issiqlik almashinuvi sodir bo‘ladi.
4. Issiqlik uzatish rejimlari: issiqlikni atrof-muhitga taqsimlash o'tkazuvchanlik, konveksiya va radiatsiya kombinatsiyasini o'z ichiga olishi mumkin. Masalan, qozondagi suvni pechkada isitsangiz, elektr o‘tkazuvchanligi issiqlikni pechkadan qozonga o‘tkazadi, konvektsiya isitiladigan suvni qozon ichida aylantiradi va radiatsiya bir oz issiqlik atrofdagi havoga oqib chiqishiga imkon beradi.
5. Yer atmosferasida issiqlik taqsimoti: Yer atmosferasida issiqlik taqsimoti ob-havo va iqlim sharoitlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Quyosh nurlarining turli burchaklari va Yerning egriligi kabi omillar tufayli quyosh radiatsiyasi Yer yuzasini notekis isitadi. Bu ob-havo tizimlarini harakatga keltiradigan atmosfera sirkulyatsiyasi naqshlarini yaratib, har xil haroratli havo massalarining paydo bo'lishiga olib keladi.
Issiqlik taqsimoti mexanizmlarini tushunish turli sohalarda, jumladan, muhandislik, meteorologiya va atrof-muhit fanlarida muhim ahamiyatga ega. U samarali isitish va sovutish tizimlarini loyihalash, ob-havo sharoitlarini bashorat qilish va Yerning iqlim dinamikasini o‘rganishda yordam beradi.