Реферати статті публікації

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Біологія » Біомеханіка

Теплообмен за счет теплопроводности

Теплопроводность — процесс передачи теплоты от более нагретых частей системы к менее нагретым, происходящий без переноса массы вещества и без излучения электромагнитных волн. Теплопроводность обусловлена тем, что частицы вещества, обладающие большей кинетической энергией, передают ее менее быстрым частицам. Передача теплоты путем теплопроводности может происходить между любыми телами при непосредственном контакте или через промежуточную среду (кроме вакуума).
Передачу теплоты путем теплопроводности в однородной среде описывают законом Фурье.
Тепловой поток (Р), переносимый через поверхность S, перпендикулярно направлению оси X, вдоль которой убывает температура, пропорционален площади этой поверхности и градиенту температуры

При расчете теплообмена между телом и окружающей средой, осуществляемого путем теплопроводности через одежду, величины, входящие в это уравнение, имеют следующий смысл:
S, м2 — площадь поверхности одежды;
ΔT, К — разность температур между внутренней и внешней сторонами одежды;
ΔХ, м — толщина одежды;
— коэффициент теплопроводности материала одежды.
Значения коэффициента теплопроводности для некоторых веществ приведены в табл. 12.4.
Отметим, что коэффициент теплопроводности воздуха сравнительно мал, поэтому потери тепла тела за счет теплопроводности воздуха невелики. Коэффициент теплопроводности воды превышает коэффициент теплопроводности воздуха более чем в 20 раз, поэтому в холодной воде человек начинает мерзнуть довольно быстро.

Таблица 12.4
Коэффициент теплопроводности
Вещество Коэффициент теплопроводности αk,
Вт
м 2·k
Сухой воздух 0,024
Ткань шерстяная сухая 0,025
Вода 0,585
Жировая клетчатка 0,17—0,21
Эпидермис человека 0,25
Мышечная ткань 0,58
Кости черепа 0,38
Серое вещество мозга 0,56
Ангиома (сосудистая опухоль) 0,56
Кровь 0,70
Кожа при слабом кровотоке 0,314
Кожа при сильном кровотоке 1,456
Снег свежевыпавший 0,105
уплотненный 0,35
тающий 0,640
Глицирин 0,286
Парафин 0,127
Спирт метиловый 0,223
этиловый 0,189
Бумага 0,006
Вата хлопковая 0,003
Лед (-5°С) 0,22

В живом организме ткани имеют различную теплопроводность, и это различие весьма существенно для поддержания теплового режима организма. Значительная теплопроводность мышечной ткани, в которой находится много кровеносных сосудов, позволяет быстро переносить тепло от внутренних органов к внешним, предохраняя внутренние органы от перегрева. Напротив, при низких температурах внешней среды слой жировой ткани препятствует быстрой утечке тепла. Аналогичную роль играет волосяной покров и слой воздуха между волосами.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Теплообмен за счет теплопроводности» з дисципліни «Біомеханіка»