Жылулық ұлғаю. Жылуөткізгіштік

Жылу ө ткізгіштік тасымалдау қ ұ былысына жатады. Жылу ө ткізгіштік дененің 2 бө лігінің температурасы ә ртү рлі болғ анда пайда болады (температура градиенті). Қ атты дененің қ имасынан белгілі бір уақ ытта ө тетін уақ ыт мө лшері Q=l*S* *t

l-меншікті жылу ө ткізгіштік

S –қ има ауданы

t-уақ ыт

Жылу ө ткізгіштік деп ұ зындығ ы 1 см қ имасы 1 см² денеден 1с ішінде ө тетін жылу мө лшері.

Жылу ө ткізгіштік температурағ а тә уелді. Сондық тан белгілі бір температурада шын жылу ө ткізгіштік Q_ш=l_t*S= l_t= Q_ш

[l]-

Арасындағ ы байланыс

Жалпы тү рде l_t=l₀*(1+a*t)

a-теріс таң бағ а ие болатын жылу ө ткізгіштің температуралық коэффициенті.

Сондық тан температура артқ ан сайын жылу ө ткізгіштік азаяды.

a-температура ө ткізгіштік коэффициенті. a=

с- жылу процестері кезінде температураның ө згеру жылдамдығ ын сипаттайды.

Кө бінесе металдардың жылу ө ткізгіштігі электр ө ткізгіш сияқ ты жоғ ары болады. Жылу ө ткізгіштік қ ұ былысы кезінде кинетикалық энергия тасымалданады (жылу). Ол тасымалдану металдарда ө ткізгіштік электрондар жә не кристалдық тордың тербелістерімен (фономдар) жү зеге асады.

Металдар мен қ орытпаларда жылу ө ткізгіштің негізгі механизмі болып жылуды ө ткізгіш электрондар мен тасымалдану процесі болып табылады. (l_е=30 l_{тор терб.})

Жылу ағ ынының пайда болу себебі 1 жақ бағ ытта жоғ ары энергияғ а ие болғ ан электрондар қ озғ алады, ал қ арсы бағ ытта одан ә лде қ айда тө мен энергияғ а ие болғ ан электрондар қ озғ алады. Жылу ө ткізгіштік процесі кезінде электрон температура градиенті қ арсы қ озғ алыстағ ы (кристалдың суық бө лігіне қ арай қ озғ алатын электрондар) ө зінің артық энергиясын тасымалдап апарып тордың тербелістерінен соқ тығ ысқ ан кезде сол торғ а береді. Металдардың химиялық қ ұ рамы жағ ынан тазалығ ы артқ ан сайын, жә не де кристалдық тордың дефектілері саны тө иендеген сайын жылу ө ткізгкштің абсалют шамасы артады. Ал жылу ө ткізгіштің максимал температурасы тө мендейді.Жылу ө ткізгіш кристалдағ ы бағ ытқ а тә уелді.

Жылу ө ткізгіш электрон ө ткізгіштікке ұ қ сас қ орытпаның химиялық жә не фазалық кү йі ө згергенде, ол да ө згереді. Реттелмеген қ атты растворлардың ткізгіштігі қ оспалар концетрациясы артқ ан сайын тө мендейді. Жылу ө ткізгіштікті ө лшеу ә дісі кейбір процестерді зерттеу кезінде қ олданылады. Мысалы: дисперсиялық қ атайғ ыш қ орытпалардағ ы фазаның бө лінуінің бастапқ ы бө лімін зерттеу кезінде.

ЖЫЛУЛЫҚ Ұ ЛҒ АЮ – қ ыздыру процесі кезінде дене мө лшерінің ұ лғ аюы. Тұ рақ ты қ ысымда (p) Ж. ұ. сандық тү рде a изобаралық ұ лғ аю коэффициентімен (кө лемдік Ж. ұ. коэффициентімен) сипатталады: a=1/V× (dV/dT)р, мұ ндағ ы V – дененің (қ атты, сұ йық тық не газ тү ріндегі) кө лемі, T – дененің абсолют темп-расы. Қ с жү зінде, a-ның мә ні мына формуладан анық талады:, мұ ндағ ы V жә не V¢ – дененің сә йкес тү рде T1 жә не T2 темп-ралар (T2 T1-ден жоғ ары) кезіндегі кө лемдері. Қ атты дененің Ж. ұ -ын сипаттау ү шін a коэффициентімен қ атар сызық тық Ж. ұ. коэффициенті де ендіріледі: ac=1/l× (dl/dT)p, мұ ндағ ы l – дененің қ абылданғ ан бағ ыт бойындағ ы бастапқ ы ұ зындығ ы. Анизотропты денелер ү шін, жалпы жағ дайда: a=ax+ay+az, мұ ның ү стіне, ax, ay, az сызық тық Ж. ұ. коэффициенттерінің x, y, z кристаллографиялық осьтер бойында ә р тү рлі немесе тең болуы кристалл симметриясымен анық талады. Мыс., кубтық жү йедегі кристалдар, сондай-ақ, изотропты денелер ү шін: ax=ay=az=aс жә не a»3aс. Кө пшілік денелер ү шін a> 0, бірақ ауытқ улар болады. Мыс., суды атмосф. қ ысым кезінде 0°С-ден 4°С-ге дейін қ ыздырғ анда ол сығ ылады (a< 0). a-ның T-ғ а тә уелділігі газдар ү шін жақ сырақ байқ алса (идеал газ ү шін a=1/T), сұ йық тық тарда ол ә лсізірек білінеді. Қ атты кү йдегі кейбір заттарда (мыс., кварц, инвар, т.б.) a коэффициентінің шамасы аз, ә рі ол іс жү зінде, темп-раның (T) кең аралығ ында ө згеріссіз қ алады деуге болады. T®0 кезінде a®0. Газдардың Ж. ұ. процесі қ ыздыру кезінде олардың бө лшектерінің кинетикалық энергиясының артуынан жә не осы энергияның есесінен сыртқ ы қ ысым кү штеріне қ арсы жұ мыс атқ арылудан жү реді. Ал қ атты денелер мен сұ йық тық тарда Ж. ұ. атомдардың жылулық тербелістерінің симметриялы еместігіне (ангармонизміне) тә уелді болып келеді. Мұ ның нә тижесінде темп-ра жоғ арылағ ан кезде атомдардың аралық тары артады. Тә жірибе жү зінде a мен ac-ны анық тау дилатометрия ә дісімен атқ арылады. Денелердің Ж. ұ -ы айнымалы темп-ра жағ дайында жұ мыс істейтін барлық қ ондырғ ыларды, приборлар мен машиналарды қ ұ ралымдау кезінде ескеріліп отырылады.