Збекистон республикаси олий ва ўрта маҳсус таълим вазирлиги

1.6. ИССИҚЛИК. ТЕМПЕРАТУРА МАЙДОНИ ВА ГРАДИЁНТИ
Мавзунинг мақсади талабаларни иссиқлик алмашинишининг асосий сабаблари, температура майдонларининг турлари, иссиқлик энергияси, иссиқлик оқимининг пайдо бўлиши ва тарқалиши ҳолда гидротермика қонунлари билан таништиришдан иборатдир.
Маълумки, турли жисмлар турли хил температурага эга бўлади. Демак уларнинг ички энергияси ҳам ҳар хил бўлади. Жисмнинг температураси, унинг иссиганлик даражасини курсатувчи ички энергиянинг заваси бўлган физик характеристикадир. Жисмнинг температураси канчалик юқори бўлса, у шунчалик ички энергиянинг катта миқдорига эга бўлади. Тажрибалардан маълумки бу энергия исиган жисмдан унга нисбатан кам исиган жисмга ўтади ва жисмнинг иссиқ температурага зга бўлган областидан васт температурага эга бўлган жойига тарқалади. Бу жараёндаги Узатилаётган энергия миқдорига иссиқлик миқдори деб аталади. Шундай қилиб, исссиқлик - бу энергиянинг бир туридир.
Табиатда иссиқликни бир жисмдан иккинчисига Узатиш жараёни мураккаб ва бир вақтда бир неча йуналишда содир бўлади. Шунинг учун ҳам бу масалани ечишда жараённи бир неча содда масалаларга бўлиб кўриб чиқилади.
Узатилаётган иссиқликнинг умумий миқдори джоулда ўлчанади. Джоул-(энергия) иш бирлиги бўлиб, 1 ньютон куч билан 1м масофада бажарилган ишга айтилади (куч ва йулнинг йўналишлари мос келган ҳолда).
«Q» индекса билан ички энергия миқдорини ҳам белгилаймиз (жисм маълум температураги эга бўлганда). Бу энергимни энтальпия деб аташади. Унинг формуласи қуйидагича:
Q = с • р V • t,
бу ерда: с-жисмнинг нисбий иссиқлик сишми; р-жисмниш зичлиги; V-жисм ҳажми; М = р • V- жисм массаси.
Энтальпия ҳам иссиқлик миқдори сингари джоулда ўлчанади.
Табиий объектларнинг (грунт, -муз, қор, сув ва бошқа моддалар) ва инженерлик иншоотларининг (тўғон, сув қувури, темирйўл, дамбалар ва ҳоказо) ҳар бир нуқтаси ўз температураси билан характерланади. Агар жисмнинг температураси нуктадан нуқтагача ўзгарса, бу ҳолда у фазовий температура майдони билан ифодаланиши мумкин, агар температура вақт ичида ҳам ўзгарса, бу кодда фазовий вақт температурали майдон деб аталади.
Температурали майдон қуйидаги функционал курипишда бўлади:
t = f (X, Y, Z, T),
бу ерда X, Y, Z - нуктадар координатаси, Т - вақт.
Шундай қилиб фазодаги барча нуқталар ҳарорат қийматларининг маълум вақтдаги йиғиндисига температура майдони дейилади.
Температура майдонлари стационар вa ностационарларга бўлинади. Агарда жисмнинг температураси координата ва вақт функцияси бўлса, бундай майдон ностационар деб аталади. (I = f ( X, Y, Z, Т)), температура градиенти вақт ичида ўзгаради. Жисмнинг ҳарорати вақт мобайнида ўзгармаса, бу ҳолда температура майдони фақатгина координаталар функцияси бўлиб стационар майдон деб аталади. (t = f ( X, Y, Z,)).
Температурали майдон уч ўлчамли (фазовий), икки ўлчамли (юза) ва
бир ўлчамли (чизиқди) бўлади.
Биринчига t = F(X, Y) t = F(X, Y) киради.
Иккинчига t = F(X, Y) ва t = F(X, Y).
Учинчига t=F(X, Y) ва t=F(X, Y) мисол бўлади.
Икки ўлчамли температура майдонининг нуқталарини бир хил температура билан бирлаштирсак-бу ҳолда чизиқлар системасини оламиз (танланган температура учун). Бу чизиқлар -изотерма деб номланади. Улар бир бири билан кесишмайди. Температура фарқини изотермалар орасидаги масофа фарқига нисбати нолга интилганда адлатга температура градиенти дейилади, яъни:

Муҳит ичида кар хил температура градиейти бор булсин. Бу ҳолда шу муҳитда иссиқлик оқими кузатилади (иссиқлик тарқалиши). Иссиқлик оқими деб-изотермик юзадан бирлик вақт ичида ўтадиган иссиқлик миқдорига айтилади. Бу оқим Q муҳитнинг кам исиган томонига каратилган бўлади. Яъни иссиқлик оқими температура васт бўлган томонга йўналган бўлади. Бирлик юзадан утувчи иссиқлик оқимига иссиқлик оқимининг интенсивлиги дейилади. Изотермик юзадан вақт бирлигида ва бирлик майдондан утувчи иссиқлик миқдорига нисбий, иссиқлик оцжми лейилали.
Француз олими Фурье муҳит ичида иссиқлик тарқалишини ўрганиб ўз қонунини яратади. Бу қонунга кўра нисбий иссиқлик оқими (д) температура градиентига тўғри пропорционал бўлади: