Furt qonuni

ФУРЕ ҚОНУНИ

1807 йилда франсуз олими Фуре иссиқлик о'тказувчанлиги жараёнида жисмнинг (модданинг) ҳар қандай нуқтасида иссиқлик оқими ва ҳарорат градиэнти о'ртасида аниқ бог'лиқлик мавжудлигини экспериментал равишда исботлади:

${\дисплайстйле Қ=-\ламбда град(Т)С}$

бу ерда Қ - иссиқлик оқими, бирлиги - Вт ;

град(Т) - ҳарорат майдонининг градиэнти (вақтнинг танланган нуқтасида тизимнинг турли жойларидаги рақамли ҳарорат қийматлари то'плами), о'лчов бирликлари К / м;

С - иссиқлик алмашинувининг сирт майдони, бирлиги - м${\дисплайстйле ^2}$;

Ҳарорат градиэнтини декарт координаталари о'қлари бо'йлаб компонентларнинг вектор йиг'индиси сифатида тавсифлаш мумкин:

${\дисплайстйле гра(т)=и{дТ \овер дх}+ж{дТ \овер дй}+к{дТ \овер дз}}$

бу ерда и, ж, к - бир-бирига ортогонал ва координата о'қлари бо'йлаб ё'налтирилган бирлик векторлар.

Бу шуни англатадики, бу қонун иссиқлик о'тказувчанлиги орқали иссиқлик узатиш пайтида иссиқлик оқимининг катталигини белгилайди. Иссиқлик оқимининг сирт зичлиги учун Фуре қонуни қуйидаги шаклни олади:

${\дисплайстйле қ=-\ламбда град(Т)}$

Минус белгиси иссиқлик оқими ва ҳарорат градиэнти векторлари ко'п ё'налишли эканлигини англатади. Шуни тушуниш керакки, иссиқлик ҳароратни пасайтириш ё'налиши бо'йича узатилади.

Ва шунга қарамай, Фуре қонуни иссиқлик о'тказиш жараёнининг инерциясини ҳисобга олмаслигини та'кидлаш ортиқча бо'лмайди, бошқача қилиб айтганда, тақдим этилган моделда ҳароратнинг о'згариши исталган нуқтада бир зумда бутун жисмга тарқалади. Фуре қонуни, масалан, ултратовуш, зарба то'лқинларининг тарқалиши каби юқори частотали жараёнларни тавсифлаш учун ното'г'ри қўлланади.

Бизга ма'лумки, иссиқлик о'тказувчанлиги учун Фуре қонуни ва конвектив иссиқлик узатиш учун Нютоннинг совутиш қонуни қўлланади. Айтайлик, сизда нима учун иссиқлик узатиш тезлигини таҳлил қилиш учун икки хил қонун талаб қилинади деган савол бор. Бунинг сабаби шундаки, иссиқлик узатиш режимлари индивидуал физикадан фарқ қилади.

О'тказувчанлик орқали иссиқлик узатиш микроскопик диффузия ва ҳарорат фарқи туфайли обект ичидаги молекулалар ёки квази-зарраларнинг то'қнашуви туфайли содир бо'лади. Агар биз микроскопик ко'ринишда ко'рсак, ҳар қандай тарқалган ва то'қнашувчи материал молекулаларни, электронларни, атомларни о'з ичига олади. Улар кинетик ва потенциал энергияни микроскопик тарзда бир-бирига о'тказадилар. Бу энергия обектнинг ички энергияси деб номланади. Қонунда айтилишича, иссиқлик о'тказувчанлиги Фуре қонунидир.

Ҳар қандай обектдаги конвексия иссиқлик алмашинувини суюқликлар ҳаракати ёки суюқлик оқими туфайли бир молекуладан иккинчисига иссиқлик о'тказиш сифатида аниқлаш мумкин. Нютоннинг совутиш қонуни конвексия иссиқлик узатилишини бошқаради.