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ÜBERTRAGUNG DER HITZE

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Ursprünglich, erscheinend in der Ausgabe V06, Seite 894 von der Enzyklopädie 1911 Britannica.
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ÜBERTRAGUNG See also:

DER See also:HITZE . Die mathematische Theorie der Übertragung der Hitze wurde früh im 19. See also:Jahrhundert durch See also:Fourier und andere Arbeiter entwickelt und wurde zu so stark einem See also:Taktabstand der hervorragender Leistung geholt, den wenig geblieben ist, damit neuere Verfasser dieser See also:Abteilung See also:des Themas hinzufügen. Tatsächlich während einer beträchtlichen See also:Periode, war die See also:Bezeichnung "Theorie der Hitze" mit der mathematischen Behandlung einer Übertragung See also:praktisch synonym. Aber neueres experimentelles erforscht haben gezeigt, daß die einfache See also:Annahme der konstanten Koeffizienten Leitfähigkeit und Emissionsvermögen, auf dem die mathematische Theorie basiert, in vielerlei Hinsicht von unzulänglich und von den speziellen mathematischen Methoden, die von See also:J. B. J. Fourier entwickelt werden, braucht nicht, im Detail hier betrachtet zu werden ist, da sie in vielen Fällen vom mathematischen anstatt körperlichen See also:Interesse See also:sind. Der Hauptzweck von 0 See also:C 0 der anwesende See also:Artikel ist, rezentere See also:Arbeit zu beschreiben, und experimentelle Schwierigkeiten und Methoden des Maßes. 1. Einheit von Conduction.Conduction der Hitze deutet Getriebe durch Kontakt von einem Körper zu einem anderen oder zwischen angrenzenden Partikeln des See also:gleichen Körpers an, aber umfaßt Transference der Hitze nicht durch die See also:Bewegung der Massen oder der Ströme der See also:Angelegenheit von einem Platz zu anderen. Dieses wird Konvektion benannt, von und ist im See also:Fall Flüssigkeiten und Gase infolge von ihrer Mobilität am wichtigsten. Übertragung jedoch wird im Allgemeinen verstanden, um See also:Diffusion (Zerstäubung) der Hitze in den Flüssigkeiten zu umfassen wegen der Bewegung der entscheidenden Moleküle, die wirklich molekulare Konvektion ist.

Sie umfaßt auch Diffusion (Zerstäubung) der Hitze durch interne See also:

Strahlung, die in den transparenten Substanzen auftreten muß. In messender Übertragung der Hitze in den Flüssigkeiten, ist es möglich gewissermaßen, die Effekte molaren Konvektion oder See also:Mischen, aber zu unterscheiden würde nicht möglich sein, zwischen von der Diffusion (Zerstäubung) oder von der internen Strahlung und von der Übertragung zu beseitigen. Einige Verfasser haben angenommen, daß die entscheidenden Atome See also:Leiter sind und daß Hitze durch sie gebracht wird, wenn sie im Kontakt sind. Dieses jedoch bringt bloß die Eigenschaften der Angelegenheit im Hauptteil auf seine Moleküle. Es ist viel wahrscheinlicher, daß Hitze wirklich die kinetische See also:Energie der Bewegung der Moleküle ist und an von einem zu anderen durch Zusammenstöße überschritten wird. See also:Weiter wenn wir die See also:Hypothese See also:W. durch Webers der elektrischen Atome annehmen, fähig zum Diffundieren metallische Körper und Leiter von Elektrizität, aber fähig See also:zur Erschütterung nur in den Nichtleitern, ist es möglich, daß die entscheidende Einheit der Übertragung verringert werden kann in See also:allen Fällen auf der der Diffusion (Zerstäubung) in metallische Körper oder interne Strahlung in den Dielektrika. Die hohe Leitfähigkeit der Metalle wird dann durch die kleine See also:Masse und hohe See also:Geschwindigkeit der Diffusion (Zerstäubung) dieser elektrischen Atome erklärt. Die kinetische Energie eines elektrischen Atoms bei jeder möglicher Temperatur annehmend, um der eines gasförmigen Moleküls gleich zu sein, muß seine Geschwindigkeit, auf Schätzung des Sirs J. J. Thomsons der Masse, von vierzigmal aufwärts sein, die vom Wasserstoffmolekül. 2. See also:Gesetz des experimentellen Gesetzes Conduction.The der Übertragung, die die See also:Grundlage der mathematischen Theorie bildet, wurde in einer qualitativen Weise durch Fourier und die frühen experimentalists hergestellt. Obgleich es selten ausdrücklich als experimentelles Gesetz angegeben wird, sollte es in diesem See also:Licht wirklich betrachtet werden und kann See also:kurz abgefaßt werden, wie folgt: "die See also:Rate des Getriebes der Hitze durch Übertragung ist proportional zur Temperatursteigung.", Die "Rate des Getriebes der Hitze" wird hier verstanden, um die Quantität von Hitze zu bedeuten gebracht in Maßeinheitszeit durch Maßeinheitsbereich des Querschnitts der Substanz, der Maßeinheitsbereich, der Senkrechtes zu den Linien des Flusses genommen wird. Zu es ist See also:frei, daß die Quantität, die in jedem möglichem gebracht wird Fall, gemeinsam sein muß proportional den See also:Bereich und die See also:Zeit. Die "Steigung der Temperatur" ist der Fall der Temperatur in den Grad pro Maßeinheitslänge die nach Fluß. Die Wärmeleitfähigkeit der Substanz ist das See also:konstante Verhältnis der Rate des Getriebes zur Temperatursteigung.

um den einfachen Fall die "See also:

Wand" oder die flache See also:Platte, die von Fourier für die See also:Definition der Wärmeleitfähigkeit zu nehmen betrachtet wird, nehmen Sie an, daß eine Quantität, Hitze Q in die Zeit T durch einen Bereich A einer Platte der Leitfähigkeit von von See also:k und von von Stärke x überschreitet, dessen Seiten ständig bei Temperaturen 0' und 0"beibehalten werden. Die Rate des Getriebes der Hitze ist Q/AT, und die Temperatursteigung, angenommene See also:Uniform, ist (0'-See also:O")/x, damit das Gesetz der Übertragung sofort zu das equationgradient führt, ist vom See also:Auftrag von See also:r° C. in auch ft., aber schwankt umgekehrt mit der Leitfähigkeit der Schichten an den unterschiedlichen Tiefen. 3. Variabler See also:Zustand: Eine andere See also:Art Problem wird in jenen Fällen, in denen die Temperatur an jedem See also:Punkt mit der Zeit schwankt, wie ist der Fall nahe der Oberfläche des Bodens mit Schwankungen der externen Bedingungen zwischen See also:Tag und See also:Nacht oder See also:Sommer und See also:Winter dargestellt. Der Fluß der Hitze kann linear noch sein, wenn die horizontalen Schichten des Bodens vom konstanten See also:Aufbau sind, aber die Quantität, die jede Schicht durchfließt, ist nicht mehr dieselbe. Der See also:Teil der Hitze wird verwendet, oben, wenn man die Temperatur der aufeinanderfolgenden Schichten ändert. In diesem Fall ist es im Allgemeinen bequemer, als Maßeinheit der Hitze die Wärmekapazität c der Maßeinheitsausgabe zu betrachten oder diese Quantität, die einen Aufstieg von einem Grad der Temperatur in der Maßeinheitsausgabe den See also:Boden oder von die betrachtete Substanz produzieren würde. Wenn Q in dieser Maßeinheit ausgedrückt in Gleichung (i) ausgedrückt wird, ist es notwendig, sich durch c zu teilen, oder k auf der rechten See also:Seite durch das Verhältnis k/c zu ersetzen. Dieses Verhältnis stellt die Rate der Diffusion (Zerstäubung) der Temperatur fest und wird die thermometrische Leitfähigkeit oder, kürzer, das Ausbreitungsvermögen benannt. Die Geschwindigkeit der See also:Ausbreitung der Temperaturwellen ist dieselbe unter ähnlichen Bedingungen in zwei Substanzen, die das gleiche Ausbreitungsvermögen besitzen, obgleich sie in der Leitfähigkeit sich unterscheiden können. 4. Emissivity.Fourier definierte eine andere Konstante, welche die Rate des Verlustes der Hitze an einer springenden Oberfläche pro Grad des Unterschiedes der Temperatur zwischen der Oberfläche den Körper und seine Umlagerungen ausdrückt. Dieses benannte er die externe Leitfähigkeit, aber das Bezeichnungsemissionsvermögen ist bequemer. Gesetz des Newtons des Abkühlens zu nehmen, daß die Rate des Verlustes der Hitze zum Überfluß der Temperatur See also:einfach proportional ist, das Emissionsvermögen würde von der Temperatur unabhängig sein.

Dieser wird im Allgemeinen angenommen, um der Fall in den mathematischen Problemen zu sein, aber die Annahme ist nur in der rauhen Arbeit zulässig oder, wenn der Temperaturunterschied See also:

klein ist. Das Emissionsvermögen hängt wirklich von jeder Vielzahl der See also:Bedingung, wie der Größe, der See also:Form und der Position der Oberfläche, sowie auf seiner Natur ab; es schwankt mit der Rate des Abkühlens, sowie mit dem Temperaturüberfluß, und zu behandeln ist im Allgemeinen so schwierig, in jeder einfachen Weise zu errechnen oder, daß es die größte Quelle der Ungewißheit in allen experimentellen Untersuchungen bildet, in denen sie auftritt. See also:5. Experimentelles Methods.Measurements der eigenartigen Schwierigkeiten des Wärmeleitfähigkeitgeschenkes wegen der Vielzahl der zu beobachtenden Quantitäten, der Langsamkeit des Prozesses der Übertragung, der Unmöglichkeit des Lokalisierens einer Quantität Hitze und der Schwierigkeit von die theoretischen Bedingungen des Problems genau verwirklichen. Die wichtigsten Methoden können unter den ununterbrochenen Fluß von drei heads(r) ungefähr eingestuft werden, (2) variabler Fluß, (3) See also:elektrisch. Die Methoden der ersten Kategorie können entsprechend der Form des eingesetzten worden Apparates weiter unterteilt werden. Die folgenden ist einige der speziellen Fälle, die experimentell verwendet worden sind: 6. Die "Wand-" oder PlattenMethod.This Methode bemüht sich, die Zustände von Gleichung (i) zu verwirklichen nämlich konstanter geradliniger Fluß. Theoretisch erfordert dieses eine endlose Platte oder eine vollkommene Hitzeisolierung, damit der seitliche Fluß verhindert werden kann oder unwesentlich übertrug. Diese Bedingung kann mit genügendem Näherungswert mit Platten der angemessenen Maße im Allgemeinen erfüllt werden. um die Leitfähigkeit zu See also:finden, ist es notwendig, alle Quantitäten zu messen, die in Gleichung (T) zu einem ähnlichen Auftrag der Genauigkeit auftreten. Der Bereich A, von dem die Hitze gesammelt wird, braucht, nicht die vollständige Oberfläche der Platte, aber ein gemessener zentraler Bereich zu sein, in dem der Fluß das meiste fast konstante ist. Diese Vielzahl bekannt, da die "Schützen-Ring" Methode, aber es im Allgemeinen ziemlich schwierig sind, den wirkungsvollen Bereich des Ringes festzustellen.

Es gibt wenig Schwierigkeit bei der Messung die Zeit des Flusses, vorausgesetzt daß sie nicht zu kurz ist. Das Maß der Temperatursteigung in der Platte stellt im Allgemeinen die größten Schwierigkeiten See also:

dar. Wenn die Platte dünn ist, ist es notwendig, die Stärke mit großer Obacht zu messen, und es ist notwendig, anzunehmen, daß die Temperaturen der Oberflächen dieselben wie die der Mittel sind, mit denen sie im Kontakt sind, da es keinen See also:Raum gibt, Thermometer in der Platte einzusetzen selbst. Diese Annahme stellt nicht ernste Störungen im See also:Kasten der schlechten Leiter, wie See also:Glas oder See also:Holz dar, aber hat große See also:Fehler im Kasten der Metalle verursacht. Die Leitfähigkeiten der dünnen Scheiben der Kristalle sind gemessen worden von C. See also:H. Lees (Phil. Trans., 1892) indem man sie zwischen Fläche amalgamierten Oberflächen des Metalls betätigte. Dieses gibt sehr guten Kontakt und die Leitfähigkeit des Metalls, das mehr als auch Zeiten ist, die vom Kristall, die Temperatur der Oberfläche bestimmt ist. Q/AT = k (B ' - 0"(/x = kdO/dx. (i) Diese Relation trifft genau auf den Fall vom ununterbrochenen Fluß der Hitze in den parallelen geraden Geraden durch einen homogenen und isotropen Körper, die Isothermaloberflächen oder die Oberflächen der gleichen Temperatur zu und ist die Flächen, die zu den Linien des Flusses senkrecht sind. Wenn der Fluß unveränderlich ist, und die Temperatur jedes Punktes des unveränderlichen Körpers, muß die Rate des Getriebes überall sein dieselben.

Wenn die Steigung nicht konstant ist, kann sein Wert durch dO/dx bezeichnet werden. In der ausgeglichenen See also:

Lage muß das Produkt kd9/dx konstant sein, oder die Steigung muß als die Leitfähigkeit umgekehrt schwanken, wenn die letzte eine Funktion von 0 ist, oder x. eins der einfachsten Abbildungen des geradlinigen Flusses der Hitze der unveränderliche Ausfluß durch die oberen Schichten der Kruste der Masse ist, die als praktisch See also:flach gelten kann in diesem Anschluß. Dieser Ausfluß der Hitze erfordert einen Aufstieg der Temperatur mit See also:Zunahme der See also:Tiefe. Von das Entsprechen, wenn die Plattenmethode an der Ermittlung der Leitfähigkeit des Eisens angewendet wird, See also:E. H. See also:Hall vorgeschlagen, um dieser Schwierigkeit zu überwinden durch die Platte mit See also:Kupfer auf beiden Seiten stark beschichten und das Ableiten des Unterschiedes der Temperatur zwischen den zwei Oberflächen der Verzweigung das See also:Eisen und das Kupfer von der thermoelektrischen Kraft beobachtet mittels einer Anzahl von den feinen kupfernen Leitungen angebracht zu den kupfernen Schichten an den unterschiedlichen Punkten der See also:Scheibe. Der See also:Vorteil der Thermoverzweigung zu diesem Zweck ist, daß der See also:Abstand zwischen den Oberflächen, von denen der Temperatur-Unterschied gemessen wird, sehr genau definiert wird. Der Nachteil ist, daß die thermoelektrische Kraft, über ten-millionths eines Volts pro Grad sehr klein ist, damit eine kleine versehentliche Störung eine ernste Störung mit einem Unterschied der Temperatur von nur 1° zwischen den Verzweigungen produzieren kann. In, scheint Hauptungewißheit, wenn sie diese anwendet Methode, aus Veränderungen der Temperatur an den unterschiedlichen Teilen der Oberfläche entstanden zu sein, wegen der Verschiedenheiten die See also:Heizung oder abkühlender Effekt des Stromes des Wassers fließend über die Oberflächen. Gleichförmigkeit der Temperatur konnte nur durch das Verwenden einer hohen Geschwindigkeit des Flusses oder heftiges Rühren. Keine dieser Methoden konnten in diesem Experiment angewendet werden. Die Temperaturen, die durch die unterschiedlichen Paare der Leitungen angezeigt wurden, unterschieden sich vorbei soviel wie 1o%, aber das Mittel des Ganzen würde vermutlich einen angemessenen See also:Durchschnitt geben. Die Hitze, die übertragen wurde, wurde gemessen, indem man den Fluß des Wassers beobachtete (ungefähr 20 gm./sec.) und der Aufstieg der Temperatur (über o.5°C.) in einem der Ströme. Die See also:Resultate scheinen, zum beträchtlichen See also:Gewicht wegen der Unmittelbarkeit von die Methode und die volle See also:Betrachtung der möglichen Störungen erlaubt zu werden. Sie waren, wie folgt: Gußeisen, k=0.1490 C.See also:G.See also:S. See also:am ó° C., Temperatur coef.-0.00075.

Reines Eisen, k = o. 1530 an 30° C., Temperaturkabeljau - 0,0003. Die Scheiben waren See also:

niedriger cms. in See also:Durchmesser und fast 2 cros. See also:dick, überzogen mit Kupfer zu einer Stärke von 2 Millimeter. Das Gußeisen enthielt ungefähr 3,5 % ' des Carbons, 1,4% des Silikons und 0,5 % Mangans. Es sollte jedoch daß er einen viel niedrigeren Wert für Gußeisen erhielt, nämlich 105, durch Methode J. See also:D. Forbess beobachtet werden, die besser mit den Resultaten übereinstimmt, die unten gegeben werden im §, das See also:niedrig ist. 7. See also:Schlauch Method.If, welches das Innere von eines Glasschlauches See also:Dampf und die Außenseite zu einem schnellen Strom des Wassers oder umgekehrt, die Temperaturen der Oberflächen des Glases ausgesetzt wird, kann genommen werden, um ungefähr gleich zu sein sehr denen von das See also:Wasser und Dampf, der leicht beobachtet werden kann. Wenn die Stärke des Glases verglichen mit dem Durchmesser des Schlauches, Sagen Zehntel, Gleichung (i) kann mit genügendem Näherungswert, der Bereich A kleines ist zugetroffen werden, der als das Mittel zwischen den internen und externen Oberflächen genommen wird. Es ist notwendig, daß die Stärke x ungefähr konstant sein sollte. Von sein Mittelwert, kann am zufriedenstellendsten festgestellt zu werden das Gewicht und die See also:Dichte.

Kann von die Hitze Q, die in eine übertragen wird gegebene Zeit T, abgeleitet werden eine Beobachtung des Aufstieges der Temperatur des Wassers und die See also:

Menge, die in den Abstand überschreitet. Dieses ist eins von den einfachsten aller Methoden in der Praxis, aber es bezieht das Maß einiger unterschiedlicher Quantitäten mit ein, von denen einige schwierig, genau zu beobachten sind. Die Beschäftigung der Schlauchform weicht einer der Hauptschwierigkeiten der Plattenmethode nämlich aus die Ungewißheit des Flusses am Grenzdampfeingang des betrachteten Bereichs. Zwischen leider kann die Methode nicht auf gute Leiter, wie die Metalle zugetroffen werden, weil der Unterschied der Temperatur zwischen den Oberflächen fünf oder 10mal kleiner als das das Wasser und Dampf in See also:Verbindung mit ihnen sein kann, sogar ifflow in dieser Methode sind radial. Die Isothermaloberflächen sind Koaxialzylinder. Die See also:Bereiche der aufeinanderfolgenden Oberflächen schwanken als ihre Radien, folglich schwankt die Rate des Getriebes Q/AT umgekehrt als der See also:Radius r und ist Q/àrlT, wenn See also:L die Länge des Zylinders ist, und Q die Gesamthitze, errechnet von der Kondensation des Dampfs beobachtet in einer Außensteigung Zeitt. The ist dO/See also:dr, und ist negativ, wenn die zentrale Bohrung geheizt wird. Wir haben folglich die einfache Gleichung - kdo/dr = Q/27rrlT. (2), wenn k die Lösung konstant ist, ist offenbar o=amaschinenbordbuch r+b, in dem a = - Q/27rklT, und b und k werden von den bekannten Werten der Temperaturen festgestellt, die in allen möglichen zwei Abständen von der See also:Mittellinie beobachtet werden. Dieses gibt einen Durchschnittswert der Leitfähigkeit über der Strecke, aber es ist besser, die Temperaturen in drei Abständen zu beobachten, und k anzunehmen, um eine lineare Funktion der Temperatur zu sein, in diesem Fall die Lösung der Gleichung noch nämlich o+1eo2=a-See also:Maschinenbordbuch r+b sehr einfach ist, (3), wo e der Temperatur-Koeffizient der Leitfähigkeit ist. Die Hauptschwierigkeit in dieser Methode legen, wenn sie die wirkungsvollen Abstände der See also:Birnen der Thermometer von der Mittellinie des Zylinders feststellt und wenn sie Gleichförmigkeit des Flusses der Hitze entlang unterschiedlichen Radien sicherstellt. Aus diesen Gründen könnte der Temperatur-Koeffizient der Leitfähigkeit nicht auf dieser bestimmten Form des Apparates zufriedenstellend festgestellt werden, aber die Mittelresultate waren vermutlich zu I vertrauenswürdig, oder 2 %. sie beziehen sich eine auf Temperatur von ungefähr õ° C. und waren Gußeisen, 0,109; Flußstahl, 0•I19, C.G.S.

Diese sind viel kleiner als Resultate Halls. Das Gußeisen enthielt fast 3% je See also:

Silikon und See also:Graphit und 1 % je See also:Phosphor und See also:Mangan. Der See also:Stahl enthielt kleiner als I % der Fremdmaterialien. Der niedrige Wert für das Gußeisen wurde durch zwei völlig unterschiedliche Methoden bestätigt, die unten gegeben wurden. 9. Der See also:Stab Method.Observation Forbess der unveränderlichen See also:Verteilung der Temperatur entlang einem Stab, der bei einem See also:Ende geheizt wurde, war eingesetzt durch Fourier, Despretz und andere für den Vergleich von Leitfähigkeiten sehr frühes. Es ist die bequemste Methode, im Kasten der guten Leiter, wegen des großen Service, die er für das Maß der Temperatursteigung an den unterschiedlichen Punkten ermöglicht; aber es hat den Nachteil, daß die Resultate fast völlig von einem Wissen von den externen Wärmeverlust oder Emissionsvermögen abhängen, oder, in den vergleichbaren Experimenten, auf der Annahme, daß es derselbe in den unterschiedlichen Fällen ist. Die Methode von See also:Forbes (in, welchem die Leitfähigkeit von der unveränderlichen Verteilung der Temperatur auf der Annahme abgeleitet wird, daß die Rate des Verlustes der Hitze an jedem Punkt des Stabes dieselbe wie die ist, die in einem zusätzlichen Experiment beobachtet wird, in dem ein kurzer Stab der gleichen Art eingestellt wird, um unter Bedingungen abzukühlen, die identisch sein sollen), ist, aber eine Betrachtung seiner schwachen See also:Punkte ist sehr lehrreich, und die Resultate sind am bemerkenswertesten mißverstanden worden und misquoted weithin bekannt. Die Methode gibt See also:direkt, nicht k, aber k/c. P. G. See also:Tait wiederholte Experimente Forbess mit einem der gleichen Eisenstäbe und bemühte sich, seine Resultate für die Veränderung der spezifischen Hitze c. J.

C. See also:

Mitchell, unter Richtung Taits zu beheben, wiederholte die Experimente mit dem gleichen Stab, der See also:Nickel-überzogen wurde, die Thermometer für Stamm-Belichtung behoben war und auch die Bedingungen verändert wurde, indem es ein Ende abkühlte, um eine steilere Steigung zu erreichen. Die Resultate Forbes, Tait und Mitchell, auf dem gleichen Stab, und Mitchells zwei Resultate mit dem Ende des "freien" Stabes und "kühlten ab," sind veranschlagen worden, als ob sie auf unterschiedliche Metalle sich bezogen. Dieses nicht sehr überrascht, wenn die See also:Werte in der folgenden Tabelle verglichen werden: das Wasser ist ener- I - LEGEN Sie I.=Therm¢l-Leitfähigkeit von Eisenstab D Forbess See also:ver (1•25 bewegt Quadrat See also:Schritt für Schritt fort). g! eticall gerührt. C.G.S. Maßeinheiten . 8. ZylindercMethode . Die an eine Veränderung der Schlauchmethode, angewendet werden kann Metalle und gute Leiter, hängt von der Beschäftigung eines starken Zylinders mit einer kleinen axialen Bohrung anstatt eines dünnen Schlauches ab. J das tatsächliche See also:tempera-See also:ture des Metalls selbst kann dann beobachtet werden, indem man Thermometer oder Thermoelemente in gemessenen Abständen von der Mitte einsetzt. ~'watr dieser Methode ' ist von H.

L. Callendar und J. T. See also:

Nicolson angewendet worden (Brit. Assoc. Berichten Sie, von von roseeam~'J 1897) See also:Zylinder Gußeisen und T1lamometer - Flußstahl i, von von 5 inch in Durchmesser und von von 2 ft. See also:lang, mit den axialen Bohrungen von 1 inch. Die Oberfläche der zentralen Bohrung wurde durch Dampf unter See also:Druck geheizt, und der Gesamtfluß der Hitze wurde festgestellt, indem man die Menge des Dampfs kondensiert in einer gegebenen Zeit beobachtete. Die Außenseite des Zylinders wurde durch das Wasser abgekühlt, das ringsum ein gewundenes Schraubengewinde in einem schmalen Raum mit der hohen Geschwindigkeit verteilt, die innen durch einen Druck von 120 Pfund pro sq. gefahren wurde. Eine sehr konstante Oberflächentemperatur wurde folglich erhalten. Die Linien von zu $-wutor FIG. I. Temperatur.

Phoenix-squares

Uncorrected für Veränderung von c. Behobene Veränderung von c. Cent. für Mitchell. Mitchell. Forbes. Tait. Forbes. Tait. Frei. Abgekühlt. Frei. Abgekühlt. des 231197178213..

238203 •184 Too° 0° •207 des 157198178190 •168 •212 des 190197 200° des 136176 •1õ 181152196 •178 •210 die Veränderung von c ist unsicher. Die Werte, die Forbes gutgeschrieben werden, sind die, die von J. D. See also:

Everett auf Berechtigung See also:Balfour Stewarts gegeben werden. Tait gibt unterschiedliche Abbildungen. Die Werte, die in der See also:Spalte gegeben werden, gehen abgekühlt "sind die gefunden von Mitchell mit einem Ende des Stabes abgekühlt voran. Die Diskrepanzen liegen an der Störung der grundlegenden Annahme hauptsächlich, daß die Rate des Abkühlens dieselbe bei der gleichen Temperatur unter den sehr unterschiedlichen Bedingungen ist, die in den zwei Teilen des Experimentes bestehen. Sie werden auch teils durch die großen Ungewißheiten der Korrekturen, besonders die der Quecksilberthermometer unter den eigenartigen Bedingungen des Experimentes verursacht. Die Resultate Forbes sind See also:historisch interessant, wie seiend die ersten ungefähr korrekten Ermittlungen der Leitfähigkeit im Absolutwert. Die gleiche Methode wurde von R. W. See also:Stewart (Phil.

Trans., 1892), mit dem Ersatz der Thermoelemente (nach See also:

Wiedemann) für Quecksilberthermometer angewendet. Dieses vermeidet die sehr unsichere Korrektur für Stamm-Belichtung, aber es ist zweifelhaft, wie weit ein Isolierpaar, eingesetzt in einer Bohrung im Stab, See also:vertraut werden kann, um die zutreffende Temperatur zu erreichen. Die anderen Ungewißheiten der Methode bleiben. R. W. Stewart gefunden für reines Eisen, k=.175 (i-.0015 t) C.G.S. E. H. Hall mit einer ähnlichen Methode, die für Gußeisen am ö° C. der Wert •1o5 gefunden wird, aber hält die Methode sehr unsicher gewöhnlich geübt. zu. Kalorimetrischer Stab Method.To vermeiden die Ungewißheiten des Oberflächenverlustes der Hitze, ist es notwendig, ihn auf dem See also:Rank einer kleinen Korrektur zu verringern, indem man einen großen Stab einsetzt und ihn vor Verlust der Hitze schützt. Die übertragene Hitze sollte und nicht in dem unsicheren Emissionsvermögen ausgedrückt kalorimetrisch gemessen werden. Der Apparat, der in fig. 2 gezeigt wurde, wurde konstruiert, indem man Callendar und Nicolson mit diesem See also:Gegenstand.

Der Stab war eine spezielle See also:

Probe des Gußeisens, dessen Leitfähigkeit für einige Experimente auf der Kondensation des Dampfs angefordert wurde (Prot. Inst. C.E., 1898). Es hatte einen Durchmesser von 4 inch und eine Länge von 4 ft. zwischen die Heizung und das Kalorimeter. Das Emissionsvermögen wurde bis ein See also:viertel verringert, durch innen verlangsamen der Stab wie ein Dampf-See also:Rohr zu einem Stärkenoft. Der Heizungsbehälter konnte bei einer unveränderlichen Temperatur durch Hochdruckdampf beibehalten werden. Das andere Ende wurde bei einer Temperatur nahe beibehalten, die von der See also:Luft durch einen unveränderlichen Strom des Wassers einen gut-verlangsamten Behälter durchfließend, der den Stab umgibt. Die übertragene Hitze wurde indem das Beobachten des Unterschiedes der Temperatur zwischen den Zustrom und den Ausfluß und das Gewicht des Wassers gemessen, das in eine gegebene Zeit überschritt. Die Steigung nahe dem See also:Eingang zum Kalorimeter wurde von den Beobachtungen mit fünf Thermometern in verwendbaren Abständen entlang dem Stab abgeleitet. Das ` y O C See also:f J [ W T, •lta-T3-~ Tut, gMSM\\yl gehen almamnp mähen vax~ ia0eaatan, Gehilfenximn O, afrM See also:iiii des plagr 0aaf die Resultate eines Tropfenfängermischers, die dadurch bei einer Temperatur von ô° C. verändert von •116 zu •118 C.G.S. von den Beobachtungen an den unterschiedlichen Tagen erreicht werden, und waren vermutlich genauer als die, die durch die Zylindermethode erreicht werden. Der gleiche Apparat wurde in einer anderen See also:Reihe Experimenten durch die unten beschriebene Methode A. J.

Angstroms eingesetzt. 11. Schützen-Ring Method.This kann als eine Vielzahl der Plattenmethode angesehen werden, aber ist auf gute Leiter besonders anwendbar, die den Gebrauch einer starken Platte erfordern, damit die Temperatur des Metalls an den unterschiedlichen Punkten innerhalb sie beobachtet werden kann. A. wendete Berget (Journ. Phys. vii. P. 503, 1888) diese Methode direkt am See also:

Quecksilber an und stellte die Leitfähigkeit etwas anderer Metalle durch Vergleich mit Quecksilber fest. Im Kasten des Quecksilbers setzte er eine Spalte in einem Glasschlauch 13 Millimeter ein. in Durchmesser umgeben durch einen Schutzzylinder der gleichen Höhe, aber 6 bis 12 Zentimeter. in Durchmesser. Der Mittelabschnitt der inneren Spalte wurde sorgfältig festgestellt, indem man wog, und gefunden, um 1,403 zu sein Quadrat. Zentimeter.

Die See also:

Oberseite des Quecksilbers wurde durch Dampf, das unterere Ende geheizt, das auf einer Eisenplatte stillgestanden wurde, die durch See also:Eis abgekühlt wurde. Die Temperatur auf unterschiedlichen Höhen wurde durch die Eisenleitungen gemessen, die Thermoverzweigungen mit dem Quecksilber im inneren Schlauch bilden. Der Heat-flow durch die zentrale Spalte See also:betrug ungefähr 7,5 Kalorien in 54 Sekunden und wurde gemessen, indem es den Schlauch durch die Eisenplatte in die See also:Birne eines Eiskalorimeters See also:Bunsen fortsetzte, und mit einem Chronometer zu einem Fifth einer Sekunde die Zeit beobachtete, die durch das Quecksilber zum See also:Vertrag durch eine gegebene Anzahl von Abteilungen gedauert wird. Der Kalorimeterschlauch wurde durch ein See also:Gewinde des Quecksilbers 19 Milligramme wiegend kalibriert, die eighty-five Abteilungen besetzten. Die Kontraktion, die dem Schmelzen von 1 See also:Gramm Eis entspricht, wurde angenommen, um •o906 c.c. zu sein, und wurde als seiend See also:gleichwertig mit 79 Kalorien genommen (i-Kalorie = das Quecksilber mit 15,59 mgrm.). Die Hauptungewißheit dieser Methode ist der Bereich, von dem die Hitze gesammelt wird, die vermutlich die der zentralen Spalte übersteigt, infolge von der Störung des linearen Flusses durch die hervorstehende Birne des Kalorimeters. Dieses würde neigen, den Wert zu hoch zu bilden, wie aus den folgenden Resultaten geschlossen werden kann: Quecksilber, k=0.02015 C.G.S. Berget. k=0.01479 "See also:Weber. "See also:Angstrom k=0.0177. 91 12. Variabel-Fließen Methods.In diese Methoden, die der Fluß der Hitze von den Beobachtungen der Änderungsgeschwindigkeit der Temperatur mit Zeit in einem Körper abgeleitet wird, der bekannten externen oder Grenzbedingungen ausgesetzt wird.

Seit keine kalorimetrischen Beobachtungen werden angefordert, aber die Resultate werden in der Wärmekapazität von Maßeinheitsausgabe c ausgedrückt erreicht, und die Maße geben dem Ausbreitungsvermögen 893 k/c, anstelle von der kalorimetrischen Leitfähigkeit k. k und c seien Sie im Allgemeinen mit der Temperatur variabel, und der Modus der Veränderung von irgendeinem ist häufig unbekannt, die Resultate dieser Methoden sind im Allgemeinen weniger sicher hinsichtlich des tatsächlichen Flusses der Hitze. Wie im Fall von unveränderlich-fließen Methoden, bei weitem das einfachste zu betrachtende Beispiel ist die des linearen Flusses der Hitze in einem endlosen Körper, der fast in der Natur in der Ausbreitung der Temperaturwellen in der Oberfläche des Bodens verwirklicht wird. Eine der besten Methoden des Studierens des flgw der Hitze soll in diesem Fall eine Reihe Kurven zeichnen, welche die Veränderungen der Temperatur mit Tiefe im Boden für eine Reihe nachfolgende Tage zeigen. Die Kurven, die in fig. 3 gegeben wurden, wurden von den Messwerten einer Anzahl von den Platinthermometern erreicht, die in unbeeinträchtigtem Boden in den horizontalen Positionen an der See also:

Hochschule See also:M'Gill, See also:Montreal begraben wurden. Die Methode des Ableitens des Ausbreitungsvermögens von diesen Kurven ist, wie folgt: Die Gesamtquantität von Hitze aufgesogen durch den Boden pro Maßeinheitsbereich der Oberfläche zwischen allen möglichen zwei See also:Daten und irgendwelche zwei Tiefen, x' und x", ist c mal den Bereich gleich, der zwischen den entsprechenden Kurven umfaßt wird. Dieses kann ohne irgendein Wissen des Gesetzes der Veränderung von der Oberflächentemperatur oder von den Gesetzen der Ausbreitung der Hitzewellen graphisch gemessen werden. Durch die Quantität von Hitze aufgesogen worden durch die Schicht (x ' x") im Abstand, der betrachtet wird, kann in der kalorimetrischen Leitfähigkeit k., welches die Hitze, die durch die Fläche x übertragen wird, pro Maßeinheitsbereich der Oberfläche dem Produkt von k die Mitteltemperatursteigung (dO/dx) und der Abstand der Zeit, TT ausgedrückt gleich ist auch ausgedrückt werden '. Die Mitteltemperatursteigung wird gefunden, indem man die Kurven für jeden Tag von den täglichen Beobachtungen plottet. Die Hitze, die aufgesogen wird, ist der Unterschied der Quantitäten, die durch die springenden Flächen der Schicht übertragen werden. Wir erhalten folglich die einfache Gleichung k'(db'/dx ') k"(dO"/dx") = c (Bereich zwischen curves)/(T-T '), (4) mittels dessen der Durchschnittswert des Ausbreitungsvermögens k/c für jeden bequemen Abstand der Zeit, an den unterschiedlichen Jahreszeiten des Jahres, in den unterschiedlichen Zuständen des Bodens gefunden werden kann. Von für den bestimmten Boden in der Frage wurde es gefunden, daß das Ausbreitungsvermögen enorm mit dem Grad der See also:Feuchtigkeit schwankte und so niedrig wie •ooto C.G.S. im Winter für die Deckschichten See also:fiel, die unter dem See also:Schutz das frozen Eis und See also:Schnee vor See also:Dezember bis März extrem trocken wurden, aber, steigend zu einem Durchschnitt •ooõ zu •0070 im Früjahr und Herbst.

Das grössere Teil der Diffusion (Zerstäubung) der Hitze lag zweifellos an der Filtration des Wassers. Bei einigen Gelegenheiten infolge von dem plötzlichen Schmelzen einer Deckschicht von Eis und Schnee, gab eine große Quantität kaltes Wasser, See also:

schnell filtrierend, für kurze Zeit Werte des Ausbreitungsvermögens so stark, wie •0300. ausschließlich dieser Sonderfälle jedoch die Veränderungen des Ausbreitungsvermögens schien, den Veränderungen der Jahreszeiten mit beträchtlicher Gleichmässigkeit in den aufeinanderfolgenden Jahren zu folgen. Das Vorhandensein des Wassers im Boden erhöhte immer den Wert von k/c und als es erhöhte notwendigerweise c, die Zunahme von k muß als das von k/c grösser gewesen sein. 13, Periodischer Fluß von Heat.The über Methode ist tadellos See also:allgemein und kann in jedem möglichem Fall zugetroffen werden, in dem die erforderlichen Beobachtungen genommen werden können. Ein Fall von spezielles Interesse und Wert ist der, in dem der Fluß periodisch ist. Die allgemeinen Eigenschaften solch eines Flusses werden in fig. 4 veranschaulicht und zeigen die Ausbreitung der Temperaturwellen wegen der täglichen Veränderungen in der Temperatur der Oberfläche. Die tägliche Strecke der Temperatur der Luft und der Oberfläche des Bodens war über 20° F. On ein sonnigen Tag, erreichte die Temperatur ein Maximum über 2 P.M. und ein Minimum ungefähr 5 a.m.. Wie die Wellen abwärts durch den Boden der See also:Salpeter des Umfanges schnell fortgepflanzt wurden, der das Flirtation zeigt. von Teaz/~eralui-e wit/olleizlk. verschiedene Dales a.. die verfluchten Gummis _ = Inspektion mmmulewasomar 4 See also:Zoll = zfoot O Scale.% C SS 5-0 O ' trafen auf die Studie von Veränderungen von Boden-Temperaturen durch harmonische See also:Analyse der jährlichen Wellen zu.

Aber die Theorie ist nicht ausschließlich anwendbar, da die Phänomene nicht genau periodisch sind, und der Zustand des Bodens schwankt fortwährend und unterscheidet sich an den unterschiedlichen Tiefen, besonders hinsichtlich des its`grads Feuchtigkeit. Eine zusätzliche Schwierigkeit entsteht im Fall von den Beobachtungen, die mit den See also:

langen Quecksilberthermometern gebildet werden, die in den vertikalen Bohrungen begraben werden, ist die die Korrektur für die Expansion der Flüssigkeit in den langen Stämmen unsicher, und die, welche die Bohrungen als Führungen für Filtration dienen können und führen folglich zu außergewöhnlich hohe Werte. Die letzte Störung 894 verminderte, damit an einer Tiefe von nur 4 inch sie bereits auf ungefähr 6° F. verringert wurde, und zu kleiner als a° an ro innen. Zwischen gleichzeitig wurden die See also:Epoche des Maximums oder das Minimum, ungefähr 4 See also:Stunden bei 4 inch und fast 12 Stunden an ZU inch verzögert, dem die maximale Temperatur r und 2 a.m. erreicht wurde. Die Form der See also:Welle wurde auch geändert. Bei 4 inch war der Aufstieg steiler, als der Fall, an zu inch die Rückseite der Fall war. Dieses liegt an der Tatsache, daß die Bestandteile der kürzeren Periode schnell fortgepflanzt werden. Zum Beispiel ist die Geschwindigkeit der Ausbreitung einer Welle, die eine Periode eines See also:Tages hat, fast Zwanzigmal, die einer Welle mit einer Periode von einem See also:Jahr so groß sind wie das; aber andererseits ist der Durchgriff der täglichen Welle fast Zwanzigmal weniger, und die kürzeren Wellen sterben heraus schnell. 14, Eine Einfach-Harmonische oder Sinuswelle ist die einzige Art, die ohne Änderung der Form fortgepflanzt wird. Wenn man mathematisch die Ausbreitung anderer Arten Wellen behandelt, ist es notwendig, sie in ihre einfach-harmonischen Bestandteile zu analysieren, die behandelt werden können, wie unabhängig fortpflanzend. um die Haupteigenschaften der Berechnung zu veranschaulichen, können wir annehmen, daß die Oberfläche abhängig von einem einfach-harmonischen See also:Zyklus der Temperaturveränderung ist, damit die Temperatur jederzeit t durch eine Gleichung der Form 0 -00=Asin 2rnt=Asin girt/T gegeben wird, (5), wo Bo die Mitteltemperatur der Oberfläche, des A der See also:Umfang des Zyklus, des n die Frequenz und des T die Periode ist. In diesem einfachen Fall ist der Temperaturzyklus an einer Tiefe x eine genau ähnliche Kurve der gleichen Periode, aber mit dem Umfang, der im See also:Anteil ems und die Phase verzögert wird durch den See also:Bruch mx/2r eines Zyklus verringert wird.

Der See also:

Index-Koeffizient m ist d (rnc/i). Die Welle an einer Tiefe x wird See also:analytisch durch die Gleichung B - Bo = Ae "' e-See also:Sin (2rnt - MX) dargestellt. (6) tritt eine ausschließlich periodische Pendelbewegung dieser Art in der Funktion einer Dampfmaschine auf, mit in der die Wände des Zylinders regelmäßigen Fluktuationen der Temperatur die See also:Aufnahme und See also:Freigabe des Dampfs ausgesetzt werden. Die Kurven in fig. 5 werden für einen bestimmten Fall See also:gezeichnet, aber sie See also:treffen in gleicher Weise der Ausbreitung einer einfach-harmonischen Welle jeder möglicher Periode in irgendeiner Substanz zu, welche nur die See also:Skala ändert, auf der sie gezeichnet werden. Die punktierten Grenzkurven haben die Gleichung 0 ==, und zeigen die Rate der Verminderung des Umfanges der Temperaturpendelbewegung mit Tiefe im See also:Metall. Die Wellenlänge in fig. 4 ist o-õ inch, an dessen Tiefe der Umfang der Veränderung auf weniger als einem fünf-Hundertstel Teil (e-'r) von der an der Oberfläche verringert wird, damit zu allen praktischen Zwecken die Pendelbewegung über einer Wellenlänge an der Hälfte hinaus Wellenlänge vernachlässigt werden kann, ist der Umfang nur Ord von dem an der Oberfläche. Die Wellenlänge in jedem möglichem Fall ist 2r/m. Das diffusivitcan wird von den Beobachtungen an unterschiedliches Tiefenx' und x' ' abgeleitet, indem man das Verhältnis der Umfänge beobachtet, das e ' ' ' ' W--'''') für einer einfach-harmonischen Welle ist. Die Werte, die auf diese Art für die Wellen haben eine Periode eine Sekunde und eine Wellenlänge der Hälfte ein Zoll, stimmten erhalten wurden sehr gut mit denen erreichten im gleichen Gußeisen durch Methode von Angstroms (sehen Sie unten) überein, wenn die Wellen eine Periode haben, von i See also:Stunde und eine Länge von 30 Zoll. Diese See also:Vereinbarung war ein sehr zufriedenstellender Test der Genauigkeit des grundlegenden Gesetzes der Übertragung, da die Steigungen und die Perioden so weit in den zwei Fällen schwankten.

15, Jährliche ähnliche Methode Variation.A ist häufig i4r rummy OUrMen M•x III wlL^01- ' EIN t[N0.d_, -_~.~~ - See also:

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