NURLANISH ISSIQLIK ALMASHINUVI. Reja : 1. Issiqlik nurlanishi, nurlanish xususiyati, nurlanish energiyasi issiqlik balansi. 2. Absolyut qora, absolyut oq, absolyut tiniq va kul rang jismlar. 3. Issiqlik nurlanishining asosiy qonunlari. 4. Gazlarning nurlanishi.

Issiqlikning bir jismdan ikkinchisiga nur orqali uzatilish jarayoni nur (radiatsiya) vositasida issiqlik almashinuvi deyiladi. Issiqlik nurlarining tarqalishi bu jism ichki energiyasining elek tromagnit to’lqin energiyasiga aylanishidir. Temperaturasi absolyut noldan farqli bo’lgan hamma jismlar nur qarqatadi. Bu elektromagnit nur tarqatish (to’lqin) energiyasi jadalligi (intensivligi) xamma jismlarda bir xil emas. Bu nurlar boshqa jismlar bilan ta’sirlashish jarayonida ularning ma’lum qismi jismda yutiladi, bir qismi qaytadi va qolgani o’tib ketadi. Bunday fizik holat jism xossasiga va nur energiyasiga bogliq. Nur issiqligi energiyasi muxit bilan ta’sirlashib, unda yutilsa, shu muxitning ichki energiyasi ortadi. Nur energiyasi ma’lum to’lqin uzunligiga va chastotaga ega bo’lib, vakuumda yorug’lik tezligi (s= 3⋅10 8m /s )da tarqaladi. Nur energiyasini tashuvchi zarra sifatida fo ton qabul qilingan. Foton (yunon phos (photos) – yorug’lik) xarakatlanayotgan vaqtda ma’lum massaga ega, tinch holatda uning massasi nolga teng bo’ladi. Issiqlikning nur shaklidagi energiyasi jismlar bilan 5-10 -14 m dan 10 4 m gacha bo’lgan to’lqin uzunligi oralig’ida ta’sirlashadi (11.1-jadvalga qarang). Nurlar orasida ko’zga ko’rinadigan va infraqizil nurlar ko’p miqdorda issiqlik energiyasini eltganligi sababli ular issiqlik nurlari deyiladi. 11 -jadval Nurlanish turi T o’lqin uzunlign, λ,m Kosmik nurlanish 5⋅10 −14 Gamma nurlari 5⋅10 −13 dan 1⋅5⋅10 −13 gacha Rentgen nurlari 1⋅10 −12 dan 2⋅10 −8 gacha Ultrabinafsha nurlar 2⋅10 −3 dan 4⋅10 −7 gacha K o’ zga kurinadigan nurlar 4⋅10 −7 dan 8⋅10 −7 gacha Infrakizil nurlar 8⋅10 −7 dan 8⋅10 −4 gacha

Radiot o’lqinlar10 −2 dan 10 4 gacha K o’ pchilik q atti q va suyu q jismlar 0 dan ∞ gacha o r ali q da b o’ lgan barcha t o’lqin uzunligidagi energiya n i chi q aradi, ya’ni bu jismlarning tutash (yaxlit) nurlanish spektrlar i b o’ ladi. Bularga qattiq, jismlar va tomchi suyuqliklar kiradi. Ba’zi jismlar uzlukli spektrli, ya’ni faqat muayyan to’lqin uzunliklar intervalida energiya nurlantiradi. Ularga qizdirilgan gazlar va bug’lar kiradi. Hyr chiqarayotgan jismning faqat temperaturasi va optik xossalari bilan aniqlanadigan nurlanish issiqlik nurlanish deyiladi. Jismga yutilgan issiqlik nurlari atom va molekulalarning tartibsiz issiqlik harakat energiyasiga aylanadi va jismning temperaturasini oshiradi. Hyr chiqarayotgan jismlarning temperaturasi kutarilishi bilan nurlanish intensivligi ortadi. Agar past temperaturalarda (taxminan 1000°C gacha) kon veksiya va issiqlik o’tkazuvchanlik yo’li bilan issiqlik almashinuv asosiy rol o’ynasa, yuqoriroq temperaturalarda issiqlik almishinuvining asosiy turi nuriy issiqlik almashinuv bo’ladi. Nuriy issiqlik almashinuv protsesslari texnikaning turli sohalarida (teplotexnikada, yadro va raketa texnikasida, metallurgiyada va boshqalarda) keng ko’lamda tarqalgan. Turli jismlarning nurlanish xususiyati turlicha bo’ladi. Nurlanish xususiyati E ayni temperaturada jismning birlik yuzasidan vaqt birligi ichida λ= 0 dan λ= ∞ gacha barcha to’lqin uzunlikdagi chiqarilgan nuriy energiya miqdori Q bilan aniqlanadi: E = Q Fτ (1 1 .1) bu yerda F —nurlanayotgan sirt yuzasi, m 2 ; τ —nurlanish vaqti, sek.

Jism sirtiga tushgan barcha nuriy energiya miqdori Q ning bir qismi Q A jismga yutiladi, bir qismi Q R undan qaytariladi, qolgan qismi Q D esa jism orqali o’tib ketadi, ya’niQ = Q A+ Q R+ Q D (11.2) (11.2) tenglikning ikkala qismini nuriy energiyaning umumiy miqdori Q ga bo’lsak, quyidagini olamiz: Q A Q + Q R Q + Q D Q = 1 (11.3) (11.3 ) tenglikning chap qismidagi nisbatlarni tegishlicha A, R va D bilan belgilasak, quyidagicha bo’ladi: A= Q A Q yutilish koeffitsiyenti yoki jismning yutish xususiyati R= Q R Q qaytarish koeffitsiyenti boshqacha aytganda ji smning qaytarish xususiyati D = Q D Q o’tkazish koeffitsiyenti, boshqacha aytganda jismning o’tkazish xususiyati. Bularni e’tiborga olib, ( 11.3 ) tenglikni shunday yozish mumkin: A + R + D = 1 (1 1 .4) (13.4) tenglik nurlanish energiyasi issiqlik balansining tenglamasi deyiladi. 2. Agar A= 1 bo’lsa (bu R = D = 0 degan so’z), u holda jism o’ziga tushadigan nurlanishni qaytarmay va o’tkazib yubormay hammasini yutadi. Bunday jism absolyut qora jism deyila di. Tabiatda absolyut qora jismlar yo’q. Neft qurimi o’zining xossalari jihatidan absolyut qora jismga yaqin turadi, uning yutilish koeffitsiyenti A = 0,9 − 0 ,96 Agar jismning sirti yorug’lik nurlaridan

boshqa barcha nurlarni yutadigan bo’lsa, u ko’zga absolyut qopa jism sifatida ko’rinmaydi, lekin uning nurlanishi absolyut qora jismning nurlanishiga yaqin bo’lishi mumkin, Masalan, qor va muz uchun spektrning ancha keng uchastkasi bo’yicha o’rtachalashtirib olingan yutilish koeffitsiyenti A= 0,95 ÷ 0.98 Agar R= 1 bo’lsa (ya’ni A = D = 0 ), jism o’ziga tushgan barcha nuriy energiyani qaytaradi. Bunda agar sirtdan qaytish protsesslari qonunga bo’ysunsa— tushish burchagi qaytish burchagiga teng bo’lsa—u holda jismning sirti ko’zgu sirt de yiladi. Agar energiya xamma yunalishda qaytarilsa, ya’ni qaytarilish diffuzion bo’lsa, u holda jismning sirti ab solyut oq deyiladi. Nuriy energiya chiqarish xususiyatiga ega bo’lgan jismlar albatta yutish xususiyatiga ham ega bo’ladi. Agar D = 1 bo’lsa ya’ni A = R = 0 ), u holda jism o’ziga tushayotgan nurlarning hammasini o’tkazib yuboradi va absolyut tiniq, ya’ni diatermik jism deyiladi. Bir va ikki atomli gazlarning hammasini diatermik jismlar deb hisoblash mumkin. Uch atomli va ko’p atomli gazlar ularning aksicha issiqlik energiyasini yutadi va chiqaradi. ` Tabiatda absolyut qora jismlar bo’lmagani singari, absolyut oq va absolyut tiniq jismlar ham bo’lmaydi. Real jismlar oz yoki ko’p darajada qora, ko’zgusimon va tiniq bo’ladi. Spektral yutish xususiyati tushayotgan nurlanishning to’lqin uzunligiga (chastotasiga) bog’liq bo’lmagan jism (muhit)lar kul rang jismlar deyiladi. Barcha real jismlar uchuy A, R va D ) koeffitsiyentlar doimo birdan kichik bo’ladi. 3.Issiqlik nurlanishning asosiy qonunlari. Kirxgof qonuni. Jismning nurlanish (nur chiqarish) xususiyatining yutish xususiyatiga nisbati jismning tabiatiga bog’liq emas, balki barcha jismlar uchun bir xil bo’lgan temperatura funksiyasidir; u absolyut qora jismning shu temperaturadagi nurlanish xususiyatiga teng: E 1 A 1 = E 2 A 2 = ....= E 0 A 0 = E 0(T ) (1 1 .5)