§42. Կոնվեկցիա.
§43.Ճառագայթային ջերմափոխանակում .
Առաջադրվող հարցեր՝
1.Բացատրեք, թե ինչպես է տեղի ունենում ջերմափոխանակումը մթնոլորտի ստորին՝ տաք, և վերին՝ սառը, շերտրրի միջև: Ձեզ հայտնի որ օրենքի վրա է հիմնված այդ ջերմափոխանակումը:
Ջերմափոխանակումը մթնոլորտի ստորին՝ տաք, և վերին՝ սառը, շերտրրի միջև տեղի է ունենում հետևյալ կերպ։Օդի անհավասարաչափ տաքացմամբ պայմանավորված ջերմությունը կարող է շատ արագ փոխանցվել մի տեղից մյուսը։Տաքանալիս օդը ընդարձակվում է և նրա խտությունը դառնում է ավելի փոքր քան շրջապատող սառը օդինը։Այս դեպքում ելնելով Արքիմեդյան օրենքից, որտեղ տաք օդի վրա ազդող աքիմեդյան ուժը գերազանցում է նրա կշիռը ստիպելով , որ նա բարձրանա վեր, իսկ ավելի մեծ խտությամբ սառը օդը իջնի ներքև։Տեղի է ունենում սառը և տաք օդի շերտերի մեխանիկական խառնում, որն ուղեկցվում է ջերմափոխանակմամբ։ Ջերմափոխանակումը հիմնված է կոնվեկցիաի օրենքի վրա։
2.Ջերմահաղորդման որ եղանակն են անվանում կոնվեկցիա: Որն է կոնվեկցիայի և ջերմահաղորդականության երևույթի հիմնական տարբերությունը:
Կոնվեկցիա են անվանում հեղուկի կամ գազի հոսանքների միջոցով կատարվող ջերմահաղորդումը, որը հետևանք է հեղուկի կամ գազի շերտերի անհավասարաչափ տաքացման։
Ջերմահաղորդականությամբ ջերմության հաղորդումը միջավայրի մի մասից մյուսը չի ուղեկցվում նյութի տեղափոխմամբ, իսկ կոնվեկցիան հեղուկներում և գազերում նյութի տեղափոխության հետևանքով ջերմության փոխանցումն է մի տեղից մյուսը։
3.Նկարագրեք օդում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը:
Կոնվեկցիայի երևույթը մեծ դեր ունի բնության մեջ։Նրա շնորհիվ մթնոլորտի օդը շարունակ խառնվում է ,որի հետևանքով երկրի բոլոր վայրերում օդն ունի գրեթե նույն բաղադրությունը։ Քննարկենք հետևյալ փորձը։Ուղղաձիգ դրված ապակե խողովակը լցնենք ծխով։Ծուխը սովորաբար երկար մնում է խողովակում։Բայց երբ փորձենք ներքևից խողովակին մոտեցնենք վառվող սպիրտայրոց, ապա տաքացած օդը վեր կբարձրանա շնորհիվ կոնվեկցիայի և շարժման մեջ կդրվի խողովակի ներսի ծուխը որն էլ դուրս կգա խողովակի վերին ծայրից։
4.Նկարագրեք ջրում կոնվեկցիան ցուցադրող փորձը:
Ապակե անոթի մեջ ջուր լցնենք և անոթի հատակին դնենք կայլիումի պերմանգանատի մի քանի փշուր։Կտեսնենք, որ հատակի մոտ ջուրը կդառնա մանուշակագույն։Անոթը դնենք վառվող գազոջախին կտեսնենք, թե ինչպես է գունավորված ջրի ներքևի տաք շերտերը, արտամղվելով՝ սառը ջրից բարձրանում են վեր։Իսկ սառը պատերի մոտի ջուրը իջնում է ներքև։Այսինքն տեղի է ունենում ջրի անընդհատ շրջապտույտ որն էլ ուղեկցվում է ջերմության տեղափոխմամբ։Ջրի այս շրջապտույտը հենց կոնվեկցիան է, որի շնորհիվ ջուրը հավասարաչափ է տաքանում։
5.Ինչպես է գոյանում ամպը:
Պարզ եղանակին Արեգակը տաքացնում է գետինը, միաժամանակ տաքացնելով նաև մթնոլորտի երկրամերձ շերտը։Դրա շնորհիվ տաքացած օդի այդ զանգվածը բարձրանում է վեր։Բարձրանալուն զուգընթաց տաք օդն ընդարաձակվում է բավականաչափ արագ, քանի որ վեր է բարձրանում համեմատաբար մեծ արագությամբ։Արագ ընդարձակվելիս վեր բարձրացող օդն աշխատանք է կատարում ոչ թե շրջապատից ստացած էներգիայի այլ իր ներքին էներգիաի հաշվին։Օդի այդ զանգվածի ջերմաստճանը նվազում է։Վեր բարձրացող օդը սկսում է սառչել, իսկ եթե նաև խոնավ է, ապա որոշ բարձրությունից սկսած գոլորշու խտացման հետևանքով առաջանում է ջրի մանրիկ կաթիլներ և գոյանում է ամպը։
6.Ինչպես է առաջանում քամին:
Քամին առաջանում է երբ ցերեկն Արեգակի ճառագայթներն գետինն ավելի արագ են տաքացնում քան ծովի, լճի և այլն ջուրը, ուստի ցամաքի ջերմաստճանը ավելի բարձր է, քան ջրինը։Բարձր է նաև ցամաքի վրա օդի շերտի ջերմաստճանը, իսկ տաք օդն էլ ընդարձակվելով բարձրանում է վեր։Նրա տեղը զբաղեցնում է ծովից եկող սառը օդային զանգվածը։Այսպես առաջանում է քամի՝ փչելով ծովից դեպի ցամաք։Գիշերը տեղի է ունենում հակառակը գետինը ավելի արագ է պաղում քան ջուրը, ուստի նրա ջերմաստճանը ավելի բարձր է քան ցամաքինը։Քամին արդեն փչում է ցամաքից դեպի ծով։
7.Հնարավոր է արդյոք կոնվեկցիան պինդ մարմիններում?
Ոչ, հնարավոր չէ։Քանի որ կոնվեկցիան դա հեղուկի կամ գազի հոսաքների միջոցով կատարվող ջերմահաղորդումն է, այսինքն հեղուկներում և գազերում նյութի տեղափոխության հետևանքով ջերմության փոխանցումն է մի տեղից մյուսը։
8.Ինչ է էլեկտրամագնիսական դաշտը: Ինչ վիճակներում կարող է գոյություն ունենալ:
Այն տարածությունը որտեղ գործում են էլեկտրական և մագնսիական ուժերը կոչվում է էլեկտրամագնիսական դաշտ։
Էլեկտրամագնիսկան դաշտը կարող է գոյություն ունենալ և նյութի հետ կապված վիճակում և նյութից առանձին։Նյութից առանձնանալով այն տեղափոխվում է տարածության մեջ։
9.Ինչ է էլեկտրամագնիսական ալիքը:
էլեկտրամագնիսական ալիքը ժամանակի ընթացքում էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի տարածումն է տարածության մեջ:
10.Ջերմահաղորդման որ եղանակն են անվանում ճառագայթային ջերմափոխանակում: Բերեք մի քանի օրինակ:
Ջերմահաղորդականությունը, որն իրականացվում է ջերմային ճառագայթման արձակման և կլանման միջոցով կոչվում է ճառագայթային ջերմափոխանակություն։Օրինակ՝ ձեռքը ներքևից մոտեցնելով հոսանքին միացված էլեկտրական արդուկին զգում ենք թե ինչպես է ջերմությունն արդուկից հաղորդվում մեր ձեռքին։Արդուկի և ձեռքի միջև կա օդի շերտ։Սակայն օդը վատ ջերմահաղորդիչ է, նշանակում է ,որ ջերմությունն արդուկից մեր ձեռքին ջերմահաղորդականությամբ չի փոխանցվում,չի փոխանցվում նաև կոնվեկցիայով ,ուրեմն՝ ջերմությունը մեր ձեռքին հաղորդվում է ճառագայթային ջերմափոխանակմամբ։
11.Որ մարմինն է ավելի լավ կլանում ջերմային ճառագայթումը՝սև, թե սպիտակ:
Մուգ գույնի մակերևությները ավելի լավ կլանիչներ են քան բաց գույնի մակերևությները ,այդ իսկ պատճառով մուգ գույնի մարմինները ջերմային ճառագայթման ավելի լավ կլանիչներ են։
12.Ինչու են օդապարիկները, ինքնաթիռի թևերը ներկում արծաթագույն, իսկ Երկրի արհեստական արբանյակներում տեղակայված որոշ սարքեր՝ մուգ գույնով:
Օդապարիկները և ինքնաթիռների թևերը շատ հաճախ ներկում են արծաթագույն ներկով, որպեսզի դրանք ավելի քիչ տաքանան արեգակնային ճառագայթներից։Իսկ եթե անհրաժեշտ է օգտագործել արեգակնային էներգիան այս դեպքում Երկրի արհեստական արբանյակներում տեղակայված որոշ սարքեր տաքացման նպատակով ներկում են մուգ գույնի։
Արփինե Խաչատրյանի բլոգ 