Коефіцієнт теплопровідності повітря

Джозеф Блек ще в далекому 1754 дослідним шляхом довів усьому світові, що атмосфера землі (Іншими словами, повітря) складається з суміші різних газів, основними з яких є кисень і азот. Він також ввів таке поняття, як коефіцієнт теплопровідності повітря.

Всім живим організмам на землі для існування необхідне повітря, вірніше, основа повітря - кисень. Що відбувається процес окислення кисню, що надходить в організм з навколишнього повітря, виробляє енергію, без якої немає продовження життя.

Кисень широко застосовується на виробництві та в повсякденному житті - при горінні відбувається виділення паливної, а в двигунах внутрішнього згоряння - механічної енергії. Шляхом його скраплення виробляють благородні гази.

Склад атмосферного повітря робить істотний вплив на життя і здоров'я кожної людини. Ідеальний («правильний») склад містить до 75 відсотків азоту, 24 відсотків кисню і невеликі домішки різних газів - метану, неону, криптону, водню, вуглекислого газу та ін.

Наявність промислових виробництв, збільшення числа автомобілів, що викидають в атмосферу мільйони біологічних і хімічних мікрочастинок (альдегідів, аміаку, оксидів, важких металів), значно забруднюють атмосферу, причому коефіцієнт теплопровідності повітря зменшується, що згубно впливає на живі організми. Викиди від роботи автомобільних двигунів (їх в повітрі великих міст не менше 60 відсотків) найбільш шкідливі для організму людини. Друге місце по забрудненню належить теплоелектростанціям, третє займає хімічне виробництво.

Основним властивістю повітря є його теплопровідність. Після проведення численних дослідів і експериментів вченим вдалося визначити, що тепло в газовому середовищі поширюється трьома основними способами: теплове випромінювання (електромагнітно-хвильова передача енергії), конвекція (переміщення енергетичних потоків за допомогою руху шарів газу в просторі), теплопровідність (хаотичний рух молекул, що сприяє прийому тепла від шару газу з більшою температурою до менш «теплому» прошарку газу). У процесі тепловіддачі молекули, що містять більше енергії, передають її молекулам з меншим вмістом енергії. Характерна здатність проводити теплоту є фізичною параметром коефіцієнта теплопровідності повітря. Коефіцієнт теплопровідності повітря визначається рівнянням:

lambda- = -d2Qt / gt / gn * dF * dt.

Коефіцієнт теплопровідності повітря чисельно дорівнює кількості теплоти, що проходить за відрізок часу через одиницю ізотермічних поверхонь при супутньому умови, коли gradt = 1. Його безпосередня розмірна величина розглядається як співвідношення Вт / (мmiddot-К).

За результатами проведених дослідів і експериментів створена довідкова таблиця, за якою можна визначити значення коефіцієнта теплопровідності повітря та інших речовин. Для більшості речовин коефіцієнт тепловіддачі можна представити у вигляді лінійної функції

lambda- = lambda-0 * [1 + b * (t-to)],

де lambda-0 є значенням коефіцієнта, що діє на теплопровідність при t0 = 0 градусів за Цельсію-

b - величина постійна, обумовлена експериментальним шляхом.

Найгірше проводять тепло гази. Коефіцієнт тепловіддачі газів збільшується зі зростанням температури і становить 0,006divide-0,6 Вт / (мmiddot-К), де верхнє значення належить гелію і водню. Їх безпосередні коефіцієнти теплопровідності в п'ять, а то й у десять разів вище, ніж у решти газів. Коефіцієнт тепловіддачі повітря при нулі градусів за Цельсієм дорівнює 0,0243 Вт / (мmiddot-К).

Кількість теплоти, переносний шарами газу в процесі теплообміну, якщо різниця температур за проміжок часу незмінна, визначається за законом всім відомого вченого Фур'є.