skanuj0003 9

Przepływ energii 8!

:o otrzymamy wzór na wartość gradientu temperatury w ciele stałym przyjmującym energię od przepływającego płynu (np. zbiornik termometru ogrzewany przepływającym cieplejszym powietrzem):

Przepływ energii 8!

3T

3x

a ,

• (t_p - t_s) K

(5.2.)

wynika z niego, że gradient temperatury w ciele stałym będzie tymi większy, im mniejszy jest jego współczynnik przewodnictwa cieplnego. Współczynnik a nosi nazwę współczynnika wnikania (przejmowania ciepła) i ma wymiar W-rrr-K'¹.

2. Konwekcja polega na transporcie energii cieplnej przenoszonej przez poruszającą się masę płynu. Jest to sposób wymagający istnienia substancji, transportującej energię z jednego miejsca przestrzeni w drugie. Konwekcja jest znacznie wydajniejsza niż przewodzenie. Woda w naczyniu podgrzewana od dołu jest ośrodkiem, w którym istnieje równocześnie przewodzenie ciepła (od cieplejszych warstw wody przy dnie naczynia do chłodniejszych, leżących wyżej) i konwekcja (ogrzane od dna naczynia cieplejsze warstwy wody stają się lżejsze od zimnych, leżących wyżej i wy pływają ku górze, a na ich miejsce opadają warstwy chłodne). Progrzewaniu wody w naczyniu od góry (np. grzałką nurkową) obserwujemy tylko przewodzenie ciepła od leżących wyżej, ogrzanych warstw w kierunku dna. Nie ma zjawiska konwekcji, gdyż cieplejsze, leżące wyżej warstwy wody nie opadną na dno naczynia. W efekcie tego zjawiska woda podgrzewana od dołu szybko dochodzi do stanu wrzenia. Woda w szklance ogrzewana od góry zagotuje się, ale tylko w warstwie od grzałki w górę, a dolne warstwy pozostaną zimne. Można się o tym przekonać, podgrzewając grzałką nurkową wodę w szklance trzymanej w ręku. Zjawisko konwekcji odgrywa, obok promieniowania, zasadniczą rolę w transporcie pionowym energii cieplnej (i masy) w atmosferze. Zagadnienie to będzie dokładnie omówione w rozdziale 7.

3. Promieniowanie jest sposobem przekazywania energii nie wymagającym ośrodka materialnego. Może się rozchodzić w próżni. Dlatego też energia słoneczna może docierać do ziemi tylko pod postacią promieniowania elektromagnetycznego. Zjawisko promieniowania jest tak ważne, że poświęcimy mu specjalny rozdział.