1

Y

3 , WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PRZEWODNICTWA CIEPLNEGO CIAŁ STAŁYCH

Pomiędzy ciałami ogrzanymi do różnych temperatur zachodzi wymiana ciepła. Ciało cieplejsze traci ciepło, a ciało chłodniejsze je zyskuje. Istnieją trzy sposoby wymiany cieplnej:

-    konwekcja (unoszenie)

-    promieniowanie

-    przewodnictwo cieplne.    ' '

Konwekcyjna wymiana ciepła..polega na przenoszeniu ciepła razem z materią. Może ona występować tylko w gazach, cieczach łub ich mieszaninach, tj. w płynach. Jeśli pomiędzy różnymi częściami płynu istnieje różnica temperatur, to powoduje ona przemieszczanie się całych makroskopowych jego fragmentów. Gęstość płynu na ogół maleje wraz ze wzrostem temperatury, dlatego też gdy ogrzewamy płyn od dołu, to zgodnie z prawem Archimedesa, ogrzane warstwy będą wypływać ku górze, zimniejsze natomiast będą opadać. W ten sposób wytwarza się prąd konwekcyjny, powodujący mieszanie się płynu i równomierne jego nagrzewanie.

^; Przenoszenie ciepła przez promieniowanie zachodzi bez bezpośredniego kontaktu ciał wymieniających się energią i polega na wypromieniowaniu i pochłanianiu przez te ciała energii pola elektromagnetycznego. Każde ogrzane ciało jest źródłem promieniowania, którego widmo jest widmem ciągłym, tj. długości fal rozkładają się w sposób ciągły w zakresie zależnym od temperatury ciała. Gdy temperatura ciała nie przekracza 900 K, promieniowanie nie jest widoczne dla oka i możemy je nazwać promieniowaniem cieplnym (są to promienie podczerwone o stosunkowo dużej długości fali). Dla temperatur wyższych, długości fali promieniowania cieplnego przesuwają się w stronę fal krótszych i zaczyna pojawiać się promieniowanie świetlne. Takie promieniowanie elektromagnetyczne dochodzące do innego ciała może być przez nie pochłonięte, przez co zwiększa jego energię wewnętrzną. Zjawisko przenoszenia ciepła przez promieniowanie może zachodzić również w próżni, dzięki czemu na powierzchnię Ziemi dociera ogromna ilość energii ze Słońca.

Zjawisko przewodnictwa cieplnego należy do tzw. zjawisk transportu (w tym przypadku jest to transport energii), obok dyfuzji (transport masy) i lepkości (transport pędu). Przewodnictwem cieplnym nazywamy przenoszenie energii wywołane różnicą temperatur pomiędzy sąsiednimi częściami ciała. Jeżeli zetkniemy ze sobą ciała ogrzane do różnych