Фізична величина | |||
---|---|---|---|
Назва | Градієнт температури | ||
Вид величини | просторовий градієнт | ||
величини | |||
Позначення для розмірності | |||
Похідна від | від температури | ||
Системи величин і одиниць | Одиниця | Розмірність | |
SI | |||
СГС | К/см |
Градіє́нт температу́ри або температу́рний градіє́нт (англ. temperature gradient) — векторна фізична величина, що характеризує змінювання температури на одиницю довжини по нормалі до ізотермічної поверхні, спрямованій у бік зростання температури. У Міжнародній системі одиниць SI вимірюється у кельвінах на метр (К/м).
Поняття температурного градієнту (градієнту температури) використовується в метеорології, геофізиці, кліматології та суміжних до них галузях, а також у будівельній справі, металургії, неруйнівному тепловому контролі тощо.
Математичний опис
Температура характеризує тепловий стан тіла, вказуючи на ступінь його нагрітості. І якщо в тілі відбувається процес теплопровідності, значить температура різних його ділянок є різною. Сукупність значень температури для всіх точок тіла у даний момент часу називається температурним полем. Рівняння температурного поля має вигляд:
де x, y і z — декартові координати точки тіла, яка розглядається;
- t — час.
Якщо температура змінюється в часі, таке температурне поле називається нестаціонарним, воно відповідає неусталеному (нестаціонарному) процесу теплопровідності, а якщо температура не змінюється в часі — температурне поле є стаціонарним і процес теплопровідності є усталеним (стаціонарним).
При будь-якому температурному полі в тілі є точки з однаковою температурою. Геометричне місце точок з однаковою температурою утворює ізотермічну поверхню. В одній точці простору не може бути двох різних температур, і тому ізотермічні поверхні не стикаються і не перетинаються. Вони або закінчуються на границях тіла, або утворюють замкнутий контур (як, наприклад, у циліндричному тілі). Зміна температури в тілі спостерігається лише в напрямках, які перетинають ізотермічні поверхні. При цьому найбільш різка зміна температури спостерігається в напрямку нормальному до ізотермічних поверхонь. Границя відношення зміни температур (ΔT) до мінімальної відстані між цими ізотермами (Δn), за умови, що ця відстань прямує до нуля, і є градієнтом температури.
Температурний градієнт показує інтенсивність зміни температури, він є вектором, спрямованим у напрямку збільшення температури. Векторне поле у декартовій системі координат:
- ,
в циліндричних координатах:
- ,
У сферичних координатах:
- ,
Використання
У геофізиці
Геотермальний температурний градієнт (геотермічний градієнт) — підвищення температури земної кори та в прилеглих до поверхні шарах земної мантії у напрямку центру Землі відносно довжини (температурний градієнт становить приблизно 0,03 К/м)
У метеорології
Термічний градієнт в атмосфері — зміна температури повітря по вертикалі у вільній атмосфері. Дорівнює 0,6 °C на кожні 100 м у тропосфері.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2777-94 Теплообмін під час кипіння та конденсації. Терміни та визначення.
- ДСТУ Б В.2.6-101:2010 Конструкції будинків і споруд. Метод визначення опору теплопередачі огороджувальних конструкцій
- Цаплин А. И. Теплофизика в металлургии: учеб. Пособие / А. И. Цаплин. — Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. — 230 с. —
- ГОСТ 25314-82 Контроль неразрушающий тепловой. Термины и определения
- Геотермічний градієнт [ 19 листопада 2016 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- ДСТУ 2275-93 Енергоощадність. Нетрадиційні та поновлювані джерела енергії Терміни та визначення
Джерела
- Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник. / Под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 560 с. —
- Цветков Ф. Ф. Тепломассообмен: учебное пособие для вузов / Ф. Ф. Цветков, Б. А. Григорьев. — 3-е изд., стереот. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006. — 550 с. —
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Fizichna velichina Nazva Gradiyent temperaturi Vid velichini prostorovij gradiyent velichini grad T displaystyle operatorname grad T Poznachennya dlya rozmirnosti L 1 8 displaystyle mathsf L 1 mathsf Theta Pohidna vid vid temperaturi Sistemi velichin i odinic Odinicya Rozmirnist SI K m L 1 8 displaystyle mathsf L 1 mathsf Theta SGS K sm L 1 8 displaystyle mathsf L 1 mathsf Theta Gradiye nt temperatu ri abo temperatu rnij gradiye nt angl temperature gradient vektorna fizichna velichina sho harakterizuye zminyuvannya temperaturi na odinicyu dovzhini po normali do izotermichnoyi poverhni spryamovanij u bik zrostannya temperaturi U Mizhnarodnij sistemi odinic SI vimiryuyetsya u kelvinah na metr K m Ponyattya temperaturnogo gradiyentu gradiyentu temperaturi vikoristovuyetsya v meteorologiyi geofizici klimatologiyi ta sumizhnih do nih galuzyah a takozh u budivelnij spravi metalurgiyi nerujnivnomu teplovomu kontroli tosho Matematichnij opisTemperatura harakterizuye teplovij stan tila vkazuyuchi na stupin jogo nagritosti I yaksho v tili vidbuvayetsya proces teploprovidnosti znachit temperatura riznih jogo dilyanok ye riznoyu Sukupnist znachen temperaturi dlya vsih tochok tila u danij moment chasu nazivayetsya temperaturnim polem Rivnyannya temperaturnogo polya maye viglyad T T x y z t displaystyle T T x y z t de x y i z dekartovi koordinati tochki tila yaka rozglyadayetsya t chas Yaksho temperatura zminyuyetsya v chasi take temperaturne pole nazivayetsya nestacionarnim vono vidpovidaye neustalenomu nestacionarnomu procesu teploprovidnosti a yaksho temperatura ne zminyuyetsya v chasi temperaturne pole ye stacionarnim i proces teploprovidnosti ye ustalenim stacionarnim Pri bud yakomu temperaturnomu poli v tili ye tochki z odnakovoyu temperaturoyu Geometrichne misce tochok z odnakovoyu temperaturoyu utvoryuye izotermichnu poverhnyu V odnij tochci prostoru ne mozhe buti dvoh riznih temperatur i tomu izotermichni poverhni ne stikayutsya i ne peretinayutsya Voni abo zakinchuyutsya na granicyah tila abo utvoryuyut zamknutij kontur yak napriklad u cilindrichnomu tili Zmina temperaturi v tili sposterigayetsya lishe v napryamkah yaki peretinayut izotermichni poverhni Pri comu najbilsh rizka zmina temperaturi sposterigayetsya v napryamku normalnomu do izotermichnih poverhon Granicya vidnoshennya zmini temperatur DT do minimalnoyi vidstani mizh cimi izotermami Dn za umovi sho cya vidstan pryamuye do nulya i ye gradiyentom temperaturi lim D n 0 D T D n d T d n grad T T displaystyle lim Delta n to 0 left frac Delta T Delta n right frac dT dn operatorname grad T nabla T Temperaturnij gradiyent pokazuye intensivnist zmini temperaturi vin ye vektorom spryamovanim u napryamku zbilshennya temperaturi Vektorne pole grad T displaystyle operatorname grad T u dekartovij sistemi koordinat T T x T y T z displaystyle nabla T begin pmatrix frac partial T partial x frac partial T partial y frac partial T partial z end pmatrix v cilindrichnih koordinatah T T r 1 r T ϕ T z displaystyle nabla T begin pmatrix frac partial T partial r frac 1 r frac partial T partial phi frac partial T partial z end pmatrix U sferichnih koordinatah T T r 1 r sin 8 T ϕ 1 r T 8 displaystyle nabla T begin pmatrix frac partial T partial r frac 1 r sin theta frac partial T partial phi frac 1 r frac partial T partial theta end pmatrix VikoristannyaU geofizici Geotermalnij temperaturnij gradiyent geotermichnij gradiyent pidvishennya temperaturi zemnoyi kori ta v prileglih do poverhni sharah zemnoyi mantiyi u napryamku centru Zemli vidnosno dovzhini temperaturnij gradiyent stanovit priblizno 0 03 K m U meteorologiyi Termichnij gradiyent v atmosferi zmina temperaturi povitrya po vertikali u vilnij atmosferi Dorivnyuye 0 6 C na kozhni 100 m u troposferi Div takozhGradiyent Geotermichnij gradiyentPrimitkiDSTU 2777 94 Teploobmin pid chas kipinnya ta kondensaciyi Termini ta viznachennya DSTU B V 2 6 101 2010 Konstrukciyi budinkiv i sporud Metod viznachennya oporu teploperedachi ogorodzhuvalnih konstrukcij Caplin A I Teplofizika v metallurgii ucheb Posobie A I Caplin Perm Izd vo Perm gos tehn un ta 2008 230 s ISBN 978 5 398 00043 6 GOST 25314 82 Kontrol nerazrushayushij teplovoj Terminy i opredeleniya Geotermichnij gradiyent 19 listopada 2016 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 DSTU 2275 93 Energooshadnist Netradicijni ta ponovlyuvani dzherela energiyi Termini ta viznachennyaDzherelaTeoreticheskie osnovy teplotehniki Teplotehnicheskij eksperiment Spravochnik Pod obsh red V A Grigoreva V M Zorina 2 e izd pererab M Energoatomizdat 1988 560 s ISBN 5 283 00112 1 Cvetkov F F Teplomassoobmen uchebnoe posobie dlya vuzov F F Cvetkov B A Grigorev 3 e izd stereot M Izdatelskij dom MEI 2006 550 s ISBN 5 903072 64 X