Issiqlik o`tkazuvchanlik koeffiseintini o`lchash
Gazlar issiqlik o`tkazuvchanligini eksperemental o`rganish odatda shuning uchun qiyinlashadiki, gazda issikliqning ko`chishi faqat biz yuqorida bayon qilgan issiqlik o`tkazuvchanlik mexanizmi bilangina emas, shuningdek, gazda- oson vujudga keladigan erkin konveksiya yo`li bilan ham ro`y beradi. Konveksiya- temperaturalar farqi bulganda og`irlik kuchi ta`sirida gaz massasi birgalikda issiqlikning kuchishidir. Konveksiya ham, issiqlik o`tkazuvchanlik singari, gazda temperaturani baravarlashtirishga intiladi, shuning uchun tajribada issiqlik uzatishning bu ikki mehanzmini bir-biridan ajratish qiyin. shu sababli issiqlik o`tkazuvchanlikni o`lchashda koveksiya yuzaga kelmaydigan sharoitlarni amalga oshirish kerak, Issiqlik o`tkazuvchanlik koeffiseitini ulchashning keng tarqalgan usullaridan biri quyidagicha (Shleyrmaher, 1888 y.).
Taqiq qilipayotgan gaz bilan radiuslari r1 va r2 bo`lgan ikki koaksial silindrlar orasidagi fazo to`ldiriladi. Bu silindirlardan biri (deyarli hamma vaqt ichki silindr) W quvvag iste`mol qiladigan elektr pechi yordamida qizdiriladi, ikkinchi esa uning temperaturasi T2 o`zgarmas saqlanishi uchun sovitiladi. Ichki silindr sifatida hamma vaqt tok o`tib turadigan ingichka simolinishi mumkin, uning o`sh qizdirgich bo`la oladi.
Qizdirgich ishga tushirilgandan bir oz vaqt o`tgach, stasionar holat qaror topib, qizdirilayotgan ichki silindrning T1 temperagurasi ham o`zgarmas bo`lib qoladi. Shu bilan ichki va tashki silindrlar orasida o`zgarmas temperaturalar farqi T1- T2 qaror topadi. Bu temperaturalar farqining kattaligi gazning issiqlik o`tkazuvchanligiga bog`liq bo`ladi. Bunday bog`lanishni aniqlash qiyin emas.
Agar silindrning balandligi h bo`lsa (konveksiya tufayli hatoga yo`l qo`ymaslik uchun silindri tik o`rnatiladi), u holla ihtiyoriy r gradiusli S silindrik kesim (ya`ni S=2πrh) orqali 1 sek da oqib o`tuvchi issiqlik miqdori quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
Bu yerda silindr radiusi bo`ylab temperatura gradienti, Agar silindrning balandligi uning radiusiga qaraganda etarlicha katta bo`lsa, u holda silindr o`qi bo`ylab temperaturani hamma joyda birday deb olish mumkin.
Stasionar holatda W qizdirg`ichning quvvati Q ga teng. Binobarin,
bunda
yoki
Bu ifodani integrallaymiz:
` Bu yerda C-integrallash doimiysi bo`lib, uni r=r1 bo`lganda temperatura T=T1 va r=r2 bo`lganda T= T2 shartlaridan topish mumkin, ya`ni
Shunday qilib, qizdilayotgan silindrning qaror topgan temperaturasi quyidagicha bo`ladi:
T1 va T2 temperaturalarni o`lchab va asoobning geometrik o`lchamlari hamda qizdirgichning quvvatini bilgan holda, issiqlik o`tkazuvchanlik koeffisentini hisoblash mumkin:
|
