На главную
Содержание

ТЕПЛОВОЗ-ТЕПЛОРОД

Поиск по энциклопедии:

ТЕПЛОВОЗ, один из видов локомотивов, на к-ром первичным двигателем является двигатель внутр. сгорания. Осн. элементы Т.: тепловозный двигатель, силовая передача, экипажная часть, вспомогат. оборудование. Установленный в машинном отделении Т. двигатель превращает тепловую энергию сжигаемого топлива в механич. или электрич. энергию, к-рая через механич., гидромеханич. или электрич. силовую передачу реализуется в движение колёсных пар.

Идея использования теплового двигателя на локомотиве возникла в кон. 19 в. Предшественники Т.- автодрезины, мотовозы, создававшиеся гл. обр. для внутризаводских перевозок. Рус. инж. В. И. Гриневецкий в 1908-12 создал опытный двигатель внутр. сгорания, приспособленный к переменным нагрузкам, возникающим при работе локомотива. Т. с таким двигателем и прямой передачей был спроектирован, но не был построен. В 1922 Т. оригинальной конструкции с механич. генератором газа предложил сов. инж. А. H. Шелест. (Его идея была осуществлена только в 50-е гг. 20 в. в Швеции.) Первый магистральный Т. (рис. 1) был создан в СССР в 1924 по проекту Я. М. Гаккеля. Наиболее распространены Т. с электрич. передачей (рис. 2, 3), в к-рых коленчатый вал осн. двигателя вращает якорь гл. электрогенератора, вырабатывающего электрич. ток для питания тяговых электродвигателей. Через зубчатую передачу вращение якорей тяговых электродвигателей передаётся колёсным парам.

К экипажной части Т. относятся гл. рама, двух-, трёх- или четырёхосные тележки с колёсными парами, буксами и рессорным подвешиванием (см. Подвеска). На гл. раме Т. располагается кузов. Т. выполняются одно-, двух- и трёхкузовными (одно-, двух- и трёхсекционными). В кузове размещается кабина машиниста, из к-рой осуществляется управление Т. Машинист при помощи контроллера устанавливает определённую частоту вращения вала двигателя, а изменение режимов работы электрогенератора и тяговых электродвигателей производится автоматически в зависимости от профиля ж.-д. пути. От машинной части кабину обычно отделяет аппаратная камера, в к-рой размещены приборы и аппараты для выполнения переключений в силовой цепи Т. В машинном отделении, кроме двигателя, находится гл. генератор, компрессор, аккумуляторная батарея, фильтры и т. п. Т.- экономичный локомотив, на к-ром энергия топлива используется примерно в 6 раз эффективней, чем на паровозе. Совр. Т. имеют расчётный кпд 28-32% , развивают скорость 120-160 км/ч и более.

Рис. 1. Первый магистральный тепловоз с дизелем мощностью 750 квт (1000 л. с.),построенный в СССР в 1924.

Рис. 2. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ10Л с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт (6000 л. с.). Ворошиловград. 1962.

Рис. 3. Двухсекционный тепловоз 2ТЭ116-001 с двумя дизелями общей мощностью 4400 квт (6000л. с.). Ворошиловград. 1971.

Лит.: Якобсон П. В., История тепловоза в СССР, М., 1960; Тепловоз ТЭЗ, 5 изд., М., 1973; Тепловозы СССР. Каталог-справочник, М., 1974. П.И.Кметик.

ТЕПЛОВОЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель внутр. сгорания (дизель), устанавливаемый на тепловозе. Отличие Т. д. от стационарных и судовых двигателей состоит в разнообразии режимов работы и частой их смене, что обусловлено различной массой поездов, переменным профилем пути, остановками, разными климатич. условиями (напр., темп-ра воздуха изменяется от -50 до 45 °С) и др. причинами. Удельный эффективный расход топлива Т. д. 204-230г/(квт-ч) [150-170 г/(л. с.-ч)]. Мощность Т. д. магистральных тепловозов достигает 4400 кет (=6000 л. с.), наблюдается тенденция к росту мощности до 6000 кет ("8100 л. c.). Т. д. присуща высокая степень форсирования по ср. эффективному давлению е = 1,6--2,0 Ми/м2е = 16-20 кгс/см2)]. Удельная масса (в пересчёте на эффективную мощность) 3,3-22 кг/кет (2,4-16 кг/л. c.). Макс, частота вращения коленчатого вала 750-1500 об /мин. В зависимости от мощности на Т. д. расположены 6-20 цилиндров в 1-2 ряда или V-образно. Отношение хода поршня к диаметру цилиндра 0,9-1,4. Цилиндровую мощность повышают в основном путём увеличения давления наддува до 0,3 Мн/м2 (3 кгс/см2) и промежуточного охлаждения наддувечного воздуха. На маневровых тепловозах устанавливают Т. д. мощностью 550-1400 кет (750-2000 л. с.). Т. д. характеризуются высокой степенью автоматизации, осуществляемой регуляторами частоты вращения и мощности, регуляторами темп-ры воды и масла, устройствами защиты от ненормальных режимов эксплуатации. Продолжительность работы Т. д. до первого капитального ремонта - до 35 тыс. ч, что соответствует пробегу до 1,2 млн. км. Лит.: Тепловозные двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины, 3 изд., М., 1973. В. А. Дробинский.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, сопоставление прихода и расхода (полезно использованной и потерянной) теплоты в различных тепловых процессах. В технике Т. б. используется для анализа тепловых процессов, осуществляющихся в паровых котлах, печах, тепловых двигателях и т. д. Т. б. составляется в единицах энергии (джоулях, калориях) или в % общего количества теплоты, приходящихся на единицу выпускаемой продукции, на 1 ч работы, на период времени (цикл) или на 1 кг израсходованного вещества. В науч. исследованиях Т. б. пользуются при решении мн. астрофизич., геофизич., химич., биологич. и др. проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).

Т. б. рассчитывается на основе физич. теплот (энтальпий), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих хим. реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, хим. технологии и т. д.) Т. б. предшествует построение материального баланса, т. е. сопоставление прихода и расхода масс веществ в этом процессе; при этом Т. б. установки часто получается как сумма Т. б. аппаратов, составляющих эту установку. Различают Т. б. расчётные и экспериментальные, составленные по данным тепловых испытаний.

Тепловой баланс автомобильного двигателя; а -полезно использованная теплота; б - потери с выхлопными газами; в - потерн с охлаждающей водой; г - прочие потери.

Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части к-poro суммируется приход теплоты, в другой - её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис.). Напр., Т. б. парового котла выражается след, уравнением:
25J-1.jpg

где Qpn - теплота сгорания топлива; Оф.т - физ. теплота топлива; Qв - физ. теплота воздуха; Q1 - теплота, переданная рабочему телу; Q2потеря теплоты с уходящими газами; Q3, Q4 - потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива; Q5 - потеря  теплоты с излучением в окружающую среду.

По данным Т. б. определяют численное значение коэффициентов полезного действия как отд. частей, так и всей установки в целом. Для оценки экономичности установок, вырабатывающих неск. видов энергии, может применяться эксергический баланс (см. Эксергия).

Лит. см. при статьях Теплотехника п Теплоэнергетика. И. H. Розенгауз.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС Земли, соотношение прихода и расхода энергии (лучистой и тепловой) на земной поверхности, в атмосфере и в системе Земля -атмосфера. Основным источником энергии для подавляющего большинства физ., хим. и биол. процессов в атмосфере, гидросфере и в верхних слоях литосферы является солнечная радиация, поэтому распределение и соотношение составляющих Т. б. характеризуют её преобразования в этих оболочках.

Схема теплового баланса системы земная поверхность - атмосфера.

Табл. 1.- Тепловой баланс земной поверхности, ккал/смг год
Широта, градусы
Океаны
Суша
Земля в среднем
R
LE
Р
FO
R
LE
Р
R
LE
Р
Fo
70-60 с. ш.
23
-33
-16
26
20
-14
-6
21
-20
-9
8
60-50
29
-39
-16
26
30
-19
-11
30
-28
-13
11
50-40
51
-53
-14
16
45
-24
-21
48
-38
-17
7
40-30
83
-86
-13
16
60
-23
-37
73
-59
-23
9
30-20
113
-105
-9
1
69
-20
-49
96
-73
-24
1
20-10
119
- 99
-6
-14
71
-29
-42
106
-81
-15
-10
10- 0
115
-80
-4
-31
72
-48
-24
105
-72
-9
-24
0-10 ю.ш.
115
-84
-4
-27
72
-50
-22
105
-76
-8
-21
10-20
113
-104
-5
- 4
73
-41
-32
104
-90
-11
-3
20-30
101
-100
-7
6
70
-28
-42
94
-83
-15
4
30-40
82
- 80
- 9
7
62
-28
-34
80
-74
-12
6
40-50
57
-55
- 9
7
41
-21
-20
56
-53
- 9
6
50-60
28
-31
-8
11
31
-20
-11
28
-31
- 8
11
Земля в целом
82
-74
-8
0
49
-25
- 24
72
-60
-12
0
Табл. 2. - Тепловой баланс атмосферы, ккал/см2 год
Широта, градусы
R
Lr
Р
Fa
70-60 с. ш.
-70
28
9
33
60-50
-60
43
13
4
50-40
-60
47
17
-4
40-30
-69
46
23
0
30-20
-82
42
24
16
20-10
-83
70
15
-2
10- 0
-76
115
9
-48
0 - 10 ю. ш.
-74
90
8
-24
10-20
- 76
74
11
-9
20-30
-74
51
15
8
30-40
-71
55
12
4
40-50
-64
61
9
-6
50-60
-57
58
8
-9
Земля в целом
- 72
60
12
0
Т. б. представляют собой частные формулировки закона сохранения энергии и составляются для участка поверхности Земли (Т. б. земной поверхности); для вертикального столба, проходящего через атмосферу (Т. б. атмосферы); для такого же столба, проходящего через атмосферу и верхние слои литосферы или гидросферу (Т. б. системы Земля -атмосфера).

Уравнение Т. б. земной поверхности: R + Р + Fo+ LE = 0 представляет собой алгебраич. сумму потоков энергии между элементом земной поверхности и окружающим пространством. В число этих потоков входит радиационный баланс (или остаточная радиация) R - разность между поглощённой коротковолновой солнечной радиацией и длинноволновым эффективным излучением с земной поверхности. Положит, или отрицат. величина радиационного баланса компенсируется несколькими потоками тепла. Так как темп-pa земной поверхности обычно не равна темп-ре воздуха, то между подстилающей поверхностью и атмосферой возникает поток тепла Р. Аналогичный поток тепла -Fo наблюдается между земной поверхностью и более глубокими слоями литосферы или гидросферы. При этом поток тепла в почве определяется молекулярной теплопроводностью, тогда как в водоёмах теплообмен, как правило, имеет в большей или меньшей степени турбулентный характер. Поток тепла F0 между поверхностью водоёма и его более глубокими слоями численно равен изменению теплосодержания водоёма за данный интервал времени и переносу тепла течениями в водоёме. Существенное значение в Т. б. земной поверхности обычно имеет расход тепла на испарение LE, к-рый определяется как произведение массы испарившейся воды Е на теплоту испарения L. Величина LE зависит от увлажнения земной поверхности, её темп-ры, влажности воздуха и интенсивности турбулентного теплообмена в приземном слое воздуха, к-рая определяет скорость переноса водяного пара от земной поверхности в атмосферу.

Уравнение Т. б. атмосферы имеет вид:
25J-2.jpg

Т. б. атмосферы слагается из её радиационного баланса Ra; прихода или расхода тепла Lr при фазовых преобразованиях воды в атмосфере (r - сумма осадков); прихода или расхода тепла Р, обусловленного турбулентным теплообменом атмосферы с земной поверхностью; прихода или расхода тепла Fa, вызванного теплообменом через вертикальные стенки столба, к-рый связан с упорядоченными движениями атмосферы и макротурбулентностью. Кроме того, в уравнение Т. б. атмосферы входит член AW, равный величине изменения теплосодержания внутри столба.

Уравнение Т. б. системы Земля - атмосфера соответствует алгебраич. сумме членов уравнений Т. б. земной поверхности и атмосферы. Составляющие Т. б. земной поверхности и атмосферы для различных районов земного шара определяются путём метеорологич. наблюдений (на актинометрич. станциях, на спец. станциях Т. б., на метеорологич. спутниках Земли) или путём климатологич. расчётов.

Средние широтные величины составляющих Т. б. земной поверхности для океанов, суши и Земли и Т. о. атмосферы приведены в таблицах 1, 2, где величины членов Т. б. считаются положительными, если соответствуют приходу тепла. Так как эти таблицы относятся к средним годовым условиям, в них не включены члены, характеризующие изменения теплосодержания атмосферы и верхних слоев литосферы, поскольку для этих условий они близки к нулю.

Для Земли как планеты, вместе с атмосферой, схема Т. б. представлена на рис. На единицу поверхности внешней границы атмосферы поступает поток солнечной радиации, равный в среднем ок. 250 ккал/см2 в год, из к-рых ок. */з отражается в мировое пространство, а 167 ккал/см2 в год поглощает Земля (стрелка Qs на рис.). Земной поверхности достигает коротковолновая радиация, равная 126 ккал/см2 в год; 18 ккал/см2 в год из этого количества отражается, а 108 ккал/см2в год поглощается земной поверхностью (стрелка О). Атмосфера поглощает 59 ккал/см2 в год коротковолновой радиации, т. е. значительно меньше, чем земная поверхность. Эффективное длинноволновое излучение поверхности Земли равно 36 ккал/см2 в год (стрелка /), поэтому радиационный баланс земной поверхности равен 72 ккал/см2 в год. Длинноволновое излучение Земли в мировое пространство равно 167 ккал/см2в год (стрелка Л). Т. о., поверхность Земли получает около 72 ккал/см2в год лучистой энергии, к-рая частично расходуется на испарение воды (кружок LE) и частично возвращается в атмосферу посредством турбулентной теплоотдачи (стрелка Р).

Данные о составляющих Т. б. используются при разработке многих проблем климатологии, гидрологии суши, океанологии; они применяются для обоснования численных моделей теории климата и для эмпирич. проверки результатов применения этих моделей. Материалы о Т. б. играют большую роль в изучении изменений климата, их применяют также в расчётах испарения с поверхности речных бассейнов, озёр, морей и океанов, в исследованиях энергетич. режима морских течений, для изучения снежных и ледяных покровов, в физиологии растений для исследования транспирации и фотосинтеза, в физиологии животных для изучения термич, режима живых организмов. Данные о Т. б. были использованы и для изучения географич. зональности в работах сов. географа А. А. Григорьева.

Лит.: Атлас теплового баланса земного шара, под ред. М. И. Будыко, М., 1963; Б у д ы к о М. И., Климат и жизнь, Л., 1971; Григорьев А. А., Закономерности строения и развития географической среды, М., 1966. М. И. Будыко.

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС моря, соотношение прихода и расхода теплоты в море, основными составляющими которого являются: радиационный баланс, турбулентный и конвективный теплообмен моря с атмосферой, потеря теплоты на испарение, перенос её течениями. Кроме того, в Т. б. моря входит приход и расход теплоты в результате конденсации водяного пара на поверхность моря, выпадения осадков, речного стока, образования и таяния льдов, поступления теплоты из недр Земли через поверхность дна моря, хим. процессов в море, перехода части кинетич. энергии воды и воздуха в теплоту. Подробнее см. в ст. Океан.

ТЕПЛОВОЙ ВАКУУММЕТР, см. в ст. Вакуумметрия.

ТЕПЛОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ, двигатель, в к-ром тепловая энергия преобразуется в механич. работу. Т. д. составляют наибольшую группу среди первичных двигателей и используют природные энергетич. ресурсы в виде химического или ядерного топлива. В основе работы Т. д. лежит замкнутый (или условно замкнутый) термодинамич. цикл (см. Цикл двигателя). Эффективность работы идеального Т. д. определяется термодинамич. кпд (см. Круговой процесс). Работа реального Т. д., имеющего дополнит, потери, напр, на трение, вихреобразование, тепловые потери, оценивается т. н. эффективным кпд, т. е. отношением механич. работы на выходном валу Т. д. к подведённой тепловой энергии. Эффективный кпд Т. д. колеблется в пределах 0,1-0,6. По типу машин, осуществляющих рабочие термодинамич. процессы, Т. д. подразделяются на поршневые двигатели (см. Поршневая машина), роторные двигатели и реактивные двигатели. Возможны комбинации этих типов Т. д., напр. турбореактивный двигатель, Ванкеля двигатель. По способу подвода теплоты для нагрева рабочего тела Т. д. подразделяются на двигатели внутреннего сгорания, в к-рых процессы сгорания топлива и преобразования теплоты в механич. работу происходят в одних и тех же рабочих полостях (цилиндрах) Т. д., и двигатели внешнего сгорания, в к-рых рабочее тело получается (или нагревается) вне самого Т. д. в спец. устройствах (см., напр., Стирлинга двигатель, Паровая машина). о. H. Емин.

ТЕПЛОВОЙ КОМФОРТ, комфортное тепловое состояние, функциональное состояние организма человека, характеризующееся определённым содержанием и распределением теплоты в поверхностных и глубоких тканях тела при минимальном напряжении аппарата терморегуляции. Субъективно такое состояние оценивается как наиболее предпочитаемое. Объективно оно характеризуется постоянством температуры тела, минимальной активностью потовых желез (неощутимое потоотделение 40-60 г/ч), небольшими периодич. колебаниями темп-ры конечностей, особенно кистей и стоп (в диапазоне 30-31 °С) при почти неизменном уровне темп-ры кожи в области туловища (ок. 33 °С), относит, постоянством средней темп-ры кожи (32-33 °С), оптимальным уровнем функционирования сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной и др. физиол. систем организма, а также наивысшим уровнем умственной работоспособности. Т. к. наблюдается у человека, находящегося в состоянии мышечного покоя при теплопродукции ок. 80 ккал/ч (1 ккал = 4,19 кдж) или при лёгкой работе с теплопродукцией, не превышающей 150 ккал/ч (канцелярский труд, работа инженера, оператора, науч. сотрудника и т. п.), при известном сочетании параметров микроклимата -температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения. Нормативы микроклимата для жилых и общественных зданий, обеспечивающие Т. к., разрабатываются дифференцирование, применительно к разным климатическим зонам, сезонам года и возрастным группам. У большинства взрослых практически здоровых людей, постоянно проживающих в умеренной климатической зоне и одетых в обычную комнатную одежду, Т. к. наблюдается зимой при темп-ре воздуха 18-22 °С, летом 23-25 °С, при разнице темп-р воздуха и ограждений не более 3 °С, относительной влажности 30-60% , скорости движения воздуха 0,05-0,15 м/сек (зимой) и 0,2-0,4 м/сек (летом). Зоне комфорта обнажённого человека соответствует темп-pa воздуха 28-30 °С. Под влиянием ряда факторов (физич. работа, акклиматизация к теплу или холоду, нек-рые патологич. состояния) зона Т. к. несколько изменяется. Тренировка и закаливание организма путём применения воздушных ванн и водных процедур с постепенным снижением темп-ры раздражителя, а также динамического микроклиматич. воздействия, понижая нижнюю границу, расширяют зону Т. к., чем повышают сопротивляемость организма к простудным факторам. В ночное время рекомендуется умеренное понижение темп-ры вдыхаемого воздуха на 1-2 °С при хорошей теплоизоляции тела, что способствует глубине сна. У детей в первые годы жизни, особенно у новорождённых, и у пожилых людей из-за функциональной недостаточности аппарата терморегуляции зона комфортного микроклимата сужается. Индивидуальные различия границ зоны Т. к. зависят от особенностей основного обмена, акклиматизации, развития подкожного жирового слоя, привычки к ношению одежды с той или иной теплоизоляцией и т. п.

Лит-: Слон им А. Д., Воронин H. М., Влияние на организм климата как средства профилактики и курортного лечения, в кн.: Основы курортологии, ч. 1, М., 1959, с. 20-59; Г о р о м о с о в М. С., Микроклимат жилищ и его гигиеническое нормирование, М.. 1963; Руководство по коммунальной гигиене, т. 3. М., 1963, с. 203-51; К а н д р о р И. С., Демина Д. М., Р а т н е р Е. М.., Физиологические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР, М., 1974.Е- М. Ратнер.

ТЕПЛОВОЙ НАСОС, устройство для переноса тепловой энергии от теплоотдатчика с низкой темп-рой (чаще всего -окружающей среды) к теплоприёмнику с высокой темп-рой. Для работы Т. н. необходима затрата внеш. энергии (напр., механич., электрич., химич.). Процессы, происходящие в Т. н., подобны процессам, осуществляемым рабочим телом в холодильной машине, с той разницей, что назначение холодильной машины -производство холода, а Т. н.- производство теплоты (см. Холодильные циклы). Рабочим телом в Т. н. обычно является жидкость с низкой темп-рой кипения (напр., фреон, аммиак). Теплоприёмник Т. н. получает, кроме теплоты, эквивалентной совершаемой внеш. работе, теплоту, перенесённую от теплоотдатчика, напр, речной воды; следовательно, коэфф. преобразования энергии в Т. н. всегда больше единицы и такой процесс более выгоден, чем непосредств. превращение электрич., механич. или химич. энергии в теплоту. Однако условия развития энергетики, заключающиеся в совместной выработке теплоты и электроэнергии, ограничивают использование Т. н., к-рый применяется только в тех случаях, когда др. виды теплоснабжения затруднены (например, при удалённости объекта от ТЭЦ). Иногда Т. н. применяется для отопления в районах с жарким климатом, т. к. в летний период эта же установка охлаждает подаваемый в здание воздух. Т. н. получил широкое распространение во время 2-й мировой войны 1939-45 в связи с топливными затруднениями, особенно в странах, где имеется в избытке дешёвая электрическая энергия гидростанций (например, в Швейцарии, Швеции, Норвегии и др.). В. С. Бунин.

ТЕПЛОВОЙ ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ, слой теплоносителя (жидкости или газа) между его осн. потоком и поверхностью теплообмена; в этом слое темп-pa теплоносителя меняется от темп-ры стенки до темп-ры потока. См. Пограничный слой.

ТЕПЛОВОЙ ПОТОК, количество теплоты, переданное через изотермическую поверхность в единицу времени. Размерность Т. п. совпадает с размерностью мощности. Т. п. измеряется в ваттах или ккал/ч (1 вт = 0,86 ккал/ч). Т. п., отнесённый к единице изотермич. поверхности, наз. плотностью Т. п., удельным Т. п. или тепловой нагрузкой; обозначается обычно q, измеряется в вт/м2 или ккал/(м2). Плотность Т. п.- вектор, любая компонента к-рого численно равна количеству теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной к направлению взятой компоненты.

ТЕПЛОВОЙ ПРОЦЕСС, термодинамический процесс, изменение состояния физ. системы (рабочего тела) в результате теплообмена и совершения работы. Если Т. п. протекает настолько медленно, что в каждый момент рабочее тело будет находиться в равновесии термодинамическом, то он является равновесным, в противном случае Т. п.- неравновесный процесс. Если Т. п. можно провести в обратном направлении через ту же последовательность промежуточных состояний, то он наз. обратимым процессом (такой Т. п. должен быть равновесным). Все реальные Т. п.- необратимые процессы, поскольку они осуществляются с конечными скоростями, при конечных разностях темп-р между источником теплоты и рабочим телом и сопровождаются трением и потерями теплоты в окружающую среду. Т. п. могут происходить при постоянных давлении (изобарный процесс), температуре (изотермический процесс), объёме (изохорный процесс). Т. п., протекающий без теплообмена с окружающей средой, наз. адиабатным процессом; при обратимом адиабатном процессе энтропия системы остаётся постоянной, т. е. процесс изоэнтропийный. Необратимый адиабатный процесс сопровождается увеличением энтропии. Т. п., при к-ром остаётся постоянной энтальпия (теплосодержание) системы,- изоэнтальпийный процесс. Круговые процессы, при осуществлении к-рых производятся работа, теплота или холод, в технике наз. циклами (см. Карно цикл, Ранкина цикл, Холодильные циклы, Цикл двигателя).И. H. Розенгауз.

Графическое изображение тепловых процессов на диаграмме р - V (давление - объём): 1 - изобара; 2 - изотерма; 3-адиабата; 4 -изохора.

ТЕПЛОВОЙ ПУНКТ, теплорас пределительный пункт, комплекс установок, предназначенных для распределения тепла, поступающего из тепловой сети, между потребителями в соответствии с установленными для них видом и параметрами теплоносителя.

Т. п. оборудуется приборами регулирования и учёта расхода тепла. В Т. п., обслуживающем потребителей пара, обычно размещаются редукционно-охладительные установки, снижающие давление и темп-ру пара до требуемых значений, и установки для сбора и возврата конденсата в источник теплоснабжения. В Т. п., распределяющем горячую воду, расходуемую на коммунально-бытовые нужды, обычно устанавливается смесит, устройство, к-рое снижает темп-ру поступающей из тепловой сети воды до значения, предусмотренного, напр., в системе отопления. В СССР наибольшее распространение в качестве смесит, устройств получили водоструйные элеваторы (эжекторы); применяются также центробежные насосы смешения. Т. п. независимых систем теплоснабжения оборудуются водо-водяными подогревателями отопления. При закрытых системах в Т. п. устанавливаются водо-водяные подогреватели горячего водоснабжения, чаще всего двухступенчатые, позволяющие сократить расход воды в тепловой сети. При открытых системах в оборудовании Т. п. обычно предусматриваются клапаны для смешения воды, поступающей на горячее водоснабжение из подающей и обратной линий тепловой сети, и автоматич. поддержания заданной темп-ры смешанной воды.

Различают индивидуальные Т. п. (ИТП), обслуживающие одно здание (или его часть) и располагаемые обычно в его подвале, и групповые Т. п., обслуживающие группу зданий и размещаемые, как правило, в отд. сооружениях. При закрытых системах теплоснабжения групповые Т. п. наз. центральными (ЦТП). В них устанавливают подогреватели (теплообменники) и циркуляционные насосы для горячего водоснабжения, поддерживающие нужную темп-ру и напор воды у водоразборных точек. При необходимости в ЦТП размещаются насосы холодного водоснабжения, пожарные насосы и др. инж. оборудование микрорайона.

Лит. см. при ст. Теплоснабжение.H. М. Зингер.

ТЕПЛОВОЙ РЕАКТОР, ядерный реактор, в к-ром подавляющее число делений ядер делящегося вещества происходит при взаимодействии их с тепловыми нейтронами.

Для замедления нейтронов до тепловых энергий (ср. энергия нейтронов деления составляет ок. 2 Мэв) в активной зоне реактора размещают замедлитель - вещество, содержащее лёгкие ядра и слабо поглощающее нейтроны. В качестве замедлителей могут быть использованы водород (протий и дейтерий), бериллий, углерод или их соединения - обычная и тяжёлая вода, углеводороды, окись бериллия. Чаще всего замедлителем в Т. р. служит вода или графит.

В качестве ядерного топлива в Т. р. используют делящиеся изотопы урана и плутония (233U, 235U, 239Pu, 241Ри), к-рые обладают большими сечениями захвата нейтронов малых энергий. Это даёт возможность создания Т. р. с относительно малой критической массой и, следовательно, относительно малым количеством загружаемого делящегося вещества. Осн. вид ядерного топлива, используемого в Т. р.,- природный уран или уран, несколько обогащённый ^ изотопом 233U. В процессе деления 233U освобождается ~2,5 нейтрона на ядро; при этом в среднем 1 нейтрон расходуется на поддержание ядерной реакции, а часть оставшихся (до 0,9 нейтрона) взаимодействует с содержащимся в топливе 238и (наз. иногда сырьевым материалом), образуя вторичное ядерное топливо - 239Ри. Доля нейтронов, взаимодействующих с сырьевым материалом, определяется выбором замедлителя и количеством самого сырьевого материала в активной зоне. В Т. р. с уран-ториевым циклом (ядерное топливо - 233U, сырьевой материал - 232Th, см. Ториевый реактор) число таких нейтронов может превосходить число разделившихся ядер в 1,05-1,1 раза, что даёт возможность осуществлять расширенное воспроизводство ядерного топлива.

Регулирование работы Т. р. (при необходимости ослабить или усилить интенсивность процесса деления) обычно осуществляется регулирующим стержнем реактора (в активную зону вводят или из неё выводят вещества, интенсивно поглощающие нейтроны). Хорошие поглотители - кадмий, бор, редкоземельные элементы. Чаще всего используют соединения бора (напр., карбид бора) или бористую сталь; в водо-водяных реакторах частичное регулирование производят изменением концентрации борсодержащих веществ (напр., борной кислоты) в теплоносителе (воде). Характеризуют рабочее состояние Т. р. так называемым эффективным коэфф. размножения Кэ -отношением числа поглощённых в реакторе нейтронов одного поколения к числу поглощённых нейтронов предыдущего поколения. При К3 = 1 реактор находится в критич. стационарном состоянии, при Кэ> 1 мощность реактора растёт, при Кэ<1 -падает.

В качестве теплоносителя, отводящего из реактора тепло, к-рое выделяется в процессе деления, используют жидкости и газы, слабо поглощающие нейтроны и способные осуществлять эффективный теплообмен (обычную и тяжёлую воду, органич. жидкости, двуокись углерода, гелий). В отд. случаях применяют жидкие металлы и соли. Вода и органич. жидкости обычно выполняют в Т. р. функции замедлителя и теплоносителя одновременно.

В качестве конструкционных материалов активной зоны Т. р. используют А1 (при t =200-250 °С), Zr (250<t<400 °C) и сталь (t>400 °С). А1 и Zr сравнительно мало влияют на интенсивность поглощения нейтронов в реакторе; сталь же обладает большим сечением поглощения нейтронов, поэтому в соответствующих Т. р. необходимо использовать обогащённое топливо.

В совр. (сер. 70-х гг.) ядерной технике Т. р. являются осн. видом реакторов и находят самое разнообразное применение. Т. р. используют для производства электроэнергии, опреснения воды, получения искусств, делящихся веществ и радиоактивных изотопов, при технич. испытаниях материалов и конструкций, изучении физич. процессов и явлений и т. д.

Лит. см. при ст. Ядерный реактор.С. А. Скворцов.

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ, изменение теплового состояния почвы во времени. Гл. источник тепла, поступающего в почву,- солнечная радиация. Тепловое состояние почвы определяется теплообменом в системе: приземный слой воздуха - растение - почва - горная порода. Тепловая энергия почвы принимает участие в фазовых переходах почвенной влаги, выделяясь при льдообразовании и конденсации почвенной влаги и расходуясь при таянии льда и испарении. Поступление солнечной радиации на поверхность почвы  ослабляется растительностью, а охлаждение почвы зимой -снежным покровом. Скорость и направление теплового потока определяются направлением и величиной градиентов темп-р и теплоёмкостью, теплопроводностью и температуропроводностью почвы. Численное значение названных свойств (эффективная величина) зависит от влажности, плотности сложения, гранулометрич. (механич.), минералогич., химич. состава почвы. Т. р. п. обладает вековой, многолетней, годовой и суточной цикличностью, сопряжённой со сменой режимов инсоляции и излучения. В среднем многолетнем выражении годовой баланс тепла данной почвы равен нулю, а среднегодовая темп-pa одинакова во всём её профиле. Суточные колебания темп-ры почвы охватывают толщу почвы мощностью от 20 см до 1 м, годовые -до 10-20 м. Т. р. п. формируется гл. обр. под воздействием климатич. условий, но имеет и свою специфику, связанную с теплофизич. состоянием как самой почвы, так и подстилающих её пород; особое воздействие на Т. р. п. оказывают многолетнемёрзлые породы. Т. р. п. оказывает непосредственное влияние на рост и развитие растительности. Важный показатель теплообеспеченности растений почвенным теплом - сумма активных темп-р почвы на глубине пахотного слоя (0,2 м). Для регулирования Т. р. п. применяют тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление, густота посева, затенение, плёночные покрытия, мульчирование, искусственный обогрев и пр.). См. также Тепловой баланс Земли.

Лит.: Шульгин А. М., Температурный режим почвы, Л., 1957; Д и м о В. H., Тепловой режим почв СССР, М., 1972. В. H. Димо.

ТЕПЛОВОЙ УДАР в технике, то же, что термический удар.

ТЕПЛОВОЙ УДАР, тепловая лихорадка, острое заболевание человека и животных, обусловленное расстройствами терморегуляции при длительном воздействии на организм высокой темп-ры внеш. среды. У человека может развиться при работе в горячем цеху (напр., у литейщиков, сталеваров), на открытом воздухе в районах с жарким климатом, во время длит, перехода в жаркое время дня и т. д. Возникновению Т. у. способствуют нарушения теплообмена при сердечно-сосудистых заболеваниях, болезнях щитовидной железы, ожирении, обезвоживании (понос, рвота). Т. у. легко возникает у детей до года в связи с несовершенной теплорегуляцией. Различают лёгкую, среднюю и тяжёлую формы Т. у. При лёгкой форме отмечаются слабость, головная боль, тошнота, учащение пульса. Резкая слабость, состояние оглушённости, обморок, рвота, повышение темп-ры тела до 39-40 °С свидетельствуют о Т. у. средней тяжести. При продолжающемся воздействии температурного фактора внезапно развивается тяжёлая форма поражения с потерей сознания, судорогами, учащённым, поверхностным дыханием, ослаблением кровообращения, повышением темп-ры тела до 41-42 °С. Возможен смертельный исход.

Первая помощь - вынос пострадавшего из жаркого помещения, холодные обтирания, питьё холодной воды (при сохранённом сознании); при тяжёлом Т. у. пострадавший должен лежать на боку, чтобы не было вдыхания рвотных масс; при необходимости применяют закрытый сердца массаж, искусств, дыхание способом изо рта в рот или изо рта в нос; реанимация в стационаре включает общую гипотермию, предупреждение осложнений (отёка мозга и лёгких). Профилактика: предварит, и периодич. мед. осмотры лиц, работающих в условиях высокой темп-ры; соблюдение сан.-гигиенич. требований к условиям труда в горячих цехах, к одежде и к организации длит, переходов в жаркий период. См. также Солнечный удар.

Лит.: Руководство по гигиене труда, т. 1, М., 1965; Руководство по тропическим болезням, 3 изд., М., 1974.

У животных Т. у. возникает при длит, пребывании в помещениях с высокой темп-рой, скученном содержании и плохой вентиляции, транспортировке или перегонах, работе в жаркое время дня. Проявляется угнетением (вначале возможно возбуждение), потением, одышкой, частым пульсом, повышением темп-ры тела, шаткостью движений, иногда судорогами. Лечение: больных животных помещают в прохладное помещение или затенённое место; на область головы применяют холод, вводят сердечные средства, при признаках отёка лёгких делают кровопускание. Профилактика: соблюдение правил содержания, транспортировки и эксплуатации животных.

ТЕПЛОВОЙ ЦЕНТР, центр терморегуляции, совокупность специфич. нервных клеток, сосредоточенных в преоптической области переднего и в ядрах заднего гипоталамуса; обеспечивает терморегуляцию у теплокровных животных и человека. Гипоталамич. Т. ц., к к-рому поступают импульсы от тепловых или холодовых терморецепторов, координирует процессы, обусловливающие сохранение температуры тела на постоянном уровне. Одни нейроны Т. ц., наз. "термодетекторами", обладают высокой собственной температурной чувствительностью и посылают больше импульсов к другим, когда темп-pa крови, поступающей в гипоталамус, оказывается выше нормальной, и меньше - когда ниже. Др. нервные клетки, наз. "интегрирующими", не обладают высокой собственной температурной чувствительностью, но воспринимают через синапсы температурные сигналы от "термодетекторов" гипоталамуса и нек-рых др. отделов центр, нервной системы (зрительные бугры, средний мозг, спинной мозг и др.), а также от терморецепторов кожи. "Интегрирующие" нейроны суммируют температурные раздражения от различных точек тела и посылают импульсы к эффекторным органам системы терморегуляции (кожным сосудам, потовым и эндокринным железам, мышцам и др.). На функцию Т. ц. влияют высшие отделы центр, нервной системы и, в частности, кора больших полушарий головного моага. Разрушение Т. ц. ведёт к резкому нарушению терморегуляции, к-рое, однако, через определённое время частично восстанавливается. Это объясняется тем, что и в др. отделах центр, нервной системы имеются термочувствит. нервные клетки. См. также Теплоотдача, Теплопродукция.

Лит.: Веселкин П. H., Лихорадка, М., 1963; И в а н о в К. П., Биоэнергетика и температурный гомеостазис, Л., 1972. К. П. Иванов.

ТЕПЛОВОЙ ЭКВИВАЛЕНТ РАБОТЫ, количество теплоты, энергетически эквивалентное единице работы, если за счёт совершения работы увеличивается внутренняя энергия физ. системы. Понятие Т. э. р. применяют в тех случаях, когда работа и количество теплоты измеряются в разных единицах. Значение Т. э. р. обратно значению механического эквивалента теплоты и равно 0,239 кал/дж.

ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ, алгебраическая сумма теплоты, поглощённой при данной реакции химической, и совершённой внешней работы за вычетом работы против внешнего давления. Если при реакции теплота выделяется или работа совершается системой, то соответствующие величины входят в сумму со знаком минус. При постоянных температуре и объёме Т. э. р. равен изменению внутренней энергии реагентов ДГ7, а при постоянных температуре и давлении -изменению энтальпии ДН. Т. э. р. выражается обычно в кдж или ккал и определяется тем кол-вом молей реагентов, к-рое соответствует стехиометрии реакции. Для отд. типов хим. реакций вместо Т. э. р. используют специальные (сокращённые) термины: теплота образования, теплота сгорания и т. п.

Т. э. р. зависит от темп-ры и давления (или объёма); зависимость от темп-ры выражается Кирхгофа уравнением. Для сравнения Т. э. р. и упрощения термодинамич. расчётов все величины Т. э. р. относят к стандартным условиям (все реактанты находятся в стандартных состояниях). Данные по Т. э. р. получают непосредственно (см. Калориметрия) либо при изучении равновесия химического при различных темп-pax, а также путём расчёта, напр, по теплотам образования всех реагентов. При отсутствии исходных данных они могут быть оценены с помощью приближённых методов вычисления, основанных на закономерных связях между теплотами образования (теплотами сгорания) и хим. составом веществ. Т. э. р. важны для теоретич. химии и необходимы при расчётах равновесных составов смесей, выхода продуктов реакций, удельной тяги топлив реактивных двигателей и для решения мн. других прикладных задач (см. Термодинамика химическая).

ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ядерного реактора (ТВЭЛ), один из осн. конструктивных узлов реактора, содержащий ядерное топливо; размещается в активной зоне реактора. В Т. э. протекает ядерная реакция деления топлива, в результате к-рой выделяется тепло, передаваемое теплоносителю. Т. э. состоит из сердечника и герметизирующей оболочки.

Сердечник Т. э., кроме делящегося вещества (напр., 233U, 235U, 239Pu), может содержать "сырьевое" вещество, обеспечивающее воспроизводство ядерного топлива (238U, 232Th). Материал для сердечника может быть получен в виде металла, металлокерамики или керамики. Металлич. сердечники изготовляют из чистых урана, тория или плутония или из их сплавов с др. металлами (напр., с Al, Zr, Cr, Zn). Металлокерамич. сердечники получают, напр., из U и А1 путём прессования смесей их порошков (опилок, гранул). Керамич. сердечники представляют собой спечённые или сплавленные окислы или карбиды (напр., UO2l ThC2). Металлокерамич. и керамич. сердечники, а также сердечники из сплавов наиболее полно отвечают предъявляемым к материалу сердечника высоким требованиям по механич. прочности, а также по неизменности физич. свойств и геометрич. размеров в условиях высоких темп-р и интенсивного нейтронного и у-излучения. Поскольку, однако, в такого рода сердечниках существ, объём занимает наполнитель (вещество, атомы к-рого не участвуют в процессе деления и воспроизводства ядерного топлива), то в них используется ядерное топливо с повышенным обогащением (напр., с содержанием 23SU до 10% и более). Наполнитель, как правило, обладает небольшим сечением поглощения нейтронов, но иногда в материал сердечника включают небольшие добавки металлов, интенсивно поглощающих нейтроны (напр., Мо), если это приводит к повышению стойкости сердечника по отношению к тепловым и радиационным воздействиям.

В распространённых энергетич. реакторах, работающих на слабообогащённом уране, наиболее часто применяют керамич. сердечники из спечённой двуокиси урана, к-рые не деформируются при глубоком выгорании топлива. К тому же UOj не реагирует с водой; вследствие этого разгерметизация Т. э. в реакторе с водяным охлаждением не приводит к попаданию урана в теплоноситель.

Герметизирующая оболочка Т. э. обеспечивает надёжное отделение сердечника от теплоносителя. Нарушение её целостности привело бы к попаданию продуктов деления в теплоноситель, его активации и затруднению обслуживания реактора, а кроме того (в ряде случаев), к хим. реакции теплоносителя с веществом сердечника и, следовательно, к "размыванию" сердечника и потере им требуемой формы. В силу этих причин к материалу оболочки предъявляют жёсткие требования. Он должен обладать высокой коррозионной, эрозионной и термич. стойкостью, высокой механич. прочностью и не должен существенно изменять характер поглощения нейтронов в реакторе. Наиболее употребительные материалы для изготовления оболочки - сплавы алюминия и циркония и нержавеющая сталь. Сплавы А1 используются в реакторах с темп-рой активной зоны <250-270 °С, сплавы Zr - в энергетич. реакторах при темп-рах 350-400 °С, а нержавеющая сталь, к-рая довольно интенсивно поглощает нейтроны,- в реакторах с темп-рой >400 °С. В ряде случаев находят применение и др. вещества, напр, графит высокой плотности.

Для улучшения теплообмена между сердечником и оболочкой осуществляют их диффузионное сцепление (если сердечник металлический) или в зазор между ними вводят газ, хорошо проводящий тепло (напр., гелий). Такой зазор необходим, когда материалы сердечника и оболочки имеют существенно разные коэфф. объёмного расширения.

Конструктивное исполнение Т. э. определяется формой сердечника. Наиболее распространены цилиндрич. (стержневые), однако применяются трубчатые, пластинчатые и др. сердечники. Т. э. объединяют в сборки (пакеты, кассеты, блоки) и в таком виде загружают в реактор. В реакторе с твёрдым замедлителем Т. э. или их сборки размещают внутри замедлителя в каналах, по к-рым протекает теплоноситель. Если замедлитель жидкий и выступает одновременно в роли теплоносителя, то сборки сами являются элементами, направляющими поток жидкости.

Осн. показатель работы Т. э.- глубина выгорания топлива в нём; в энергетич. реакторах она достигает 30 Мвт-сут/т. В энергетич. реакторах время работы Т. э. достигает трёх лет. Использованные Т. э. могут быть подвергнуты переработке с целью извлечения из них недогоревшего, а также вновь накопленного ядерного топлива.

Лит. см. при ст. Ядерный реактор. С. А. Скворцов.

ТЕПЛОВЫЕ НЕЙТРОНЫ, медленные нейтроны с кинетич. энергией в интервале 0,5 эв - 5 Мэв. Называются тепловыми, т. к. получаются при замедлении нейтронов до теплового равновесия с атомами замедляющей среды (термализация нейтронов). Распределение Т. н. в замедлителе по скоростям определяется его темп-poll в соответствии с Максвелла распределением для молекул газа. Энергия, соответствующая наиболее вероятной скорости Т.н., равна 8,6-10~5 Тэв, где Т - абс. темп-pa в К. Скорость Т. н. с энергией 0,025 эв равна 2200 м/сек и длина волны де Бройля лямбда = 1,8 А (см. Нейтронная оптика). Т. к. лямбда близка к величинам межатомных расстояний в твёрдых телах, то дифракция Т. н. используется для изучения структуры твёрдых тел. Наличие у нейтрона магнитного момента позволяет методом когерентного магнитного рассеяния Т. н. изучать магнитную структуру твёрдых тел. Изменения энергии при неупругом рассеянии Т. н. в конденсированных средах сравнимы с их начальной энергией, поэтому неупругое рассеяние Т. н. является методом исследования движения атомов и молекул в твёрдых телах и жидкостях (см. Нейтронография). Т. н. имеют огромное значение для работы ядерного реактора, т. к. вызывают цепную реакцию деления U и Ри. Велика также роль Т. н. в произ-ве радиоактивных изотопов.

Лит. см. при ст. Медленные нейтроны. Э. М. Шарапов.

ТЁПЛОЕ, посёлок гор. типа, центр ТёплоОгарёвского р-на Тульской обл. РСФСР. Ж.-д. станция на линии Сухиничи -Волово, в 70 км к Ю. от Тулы. Молочный з-д..

ТЕПЛОЁМКОСТЬ, количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус; точнее - отношение количества теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его темп-ры, к этому изменению. Т. единицы массы вещества (г, кг) наз. удельной теплоёмкостью, 1 моля вещества - мольной (молярной) Т.

Количество теплоты, поглощённой телом при изменении его состояния, зависит не только от начального и конечного состояний (в частности, от их темп-ры), но и от способа, к-рым был осуществлён процесс перехода между ними. Соответственно от способа нагревания тела зависит и его Т. Обычно различают Т. при постоянном объёме (cv). и Т. при постоянном давлении (ср), если в процессе нагревания поддерживаются постоянными соответственно его объём или давление. При нагревании при постоянном давлении часть теплоты идёт на производство работы расширения тела, а часть - на увеличение его внутренней энергии, тогда как при нагревании при постоянном объёме вся теплота расходуется только на увеличение внутренней энергии; в связи с этим ср всегда больше, чем cv. Для газов (разреженных настолько, что их можно считать идеальными) разность мольных Т. равна ср - cv = R, где R -универсальная газовая постоянная, равная 8,314 дж!(молъ-К), или 1,986 кал/(моль -град). У жидкостей и твёрдых тел разница между ср и cvсравнительно мала.

Теорегич. вычисление Т., в частности её зависимости от темп-ры тела, не может быть осуществлено с помощью чисто термодинамич. методов и требует применения методов статистической физики. Для газов вычисление Т. сводится к вычислению средней энергии теплового движения отдельных молекул. Это движение складывается из поступательного и вращательного движений молекулы как целого и из колебаний атомов внутри молекулы. Согласно классич. статистике (т. е. статистич. физике, основанной на классич. механике), на каждую степень свободы поступательного и вращательного движений приходится в мольной Т. (Cv) газа величина, равная R/2; а на каждую колебательную степень свободы - R, это правило наз. равнораспределения законом. Частица одноатомного газа обладает всего тремя поступательными степенями свободы, соответственно чему его Т. должна составлять 3/2 R [т. е. ок. 12,5 джКмоль -К), или 3 калКмоль -град)], что хорошо согласуется с опытом. Молекула двухатомного газа обладает тремя поступательными, двумя вращательными и одной колебательной степенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению Cv = 7/2 R; между тем опыт показывает, что Т. двухатомного газа (при обычных темп-pax) составляет всего 5/2 R. Это расхождение теории с экспериментом связано с тем, что при вычислении Т. необходимо учитывать квантовые эффекты, т. е. пользоваться статистикой, основанной на квантовой механике. Согласно квантовой механике, всякая система частиц, совершающих колебания или вращения (в т. ч. молекула газа), может обладать лишь определёнными дискретными значениями энергии. Если энергия теплового движения в системе недостаточна для возбуждения колебаний определённой частоты, то эти колебания не вносят своего вклада в Т. системы (соответствующая степень свободы оказывается "замороженной" - к ней неприменим закон равнораспределения). Темп-pa Т, при достижении к-рой закон равнораспределения оказывается применимым к вращательной или колебательной степени свободы, определяется квантовом еханич. соотношением T"hv/k (v - частота колебаний, h - Планка постоянная, k - Болъцмана постоянная). Интервалы между вращательными уровнями энергии двухатомной молекулы (делённые на k) составляют всего неск. градусов и лишь для такой лёгкой молекулы, как молекула водорода, достигают сотни градусов. Поэтому при обычных темп-рах вращательная часть Т. двухатомных (а также многоатомных) газов подчиняется закону равнораспределения. Интервалы же между колебательными уровнями энергии достигают неск. тыс. градусов и поэтому при обычных темп-pax закон равнораспределения совершенно неприменим к колебательной части Т. Вычисление Т. по квантовой статистике приводит к тому, что колебательная Т. быстро убывает при понижении темп-ры, стремясь к нулю. Этим объясняется то обстоятельство, что уже при обычных темп-pax колебательная часть Т. практически отсутствует и Т. двухатомного газа равна 5/2 R вместо 7/2R.

При достаточно низких темп-pax Т. вообще должна вычисляться с помощью квантовой статистики. Как оказывается, Т. убывает с понижением темп-ры, стремясь к нулю при Т -" 0 в согласии с т. н. принципом Нернста (третьим началом термодинамики).

В твёрдых (кристаллич.) телах тепловое движение атомов представляет собой малые колебания вблизи определённых положений равновесия (узлов кристаллич. решётки). Каждый атом обладает, т. о., тремя колебательными степенями свободы и, согласно закону равнораспределения, мольная Т. твёрдого тела (Т. кристаллпч. решётки) должна быть равной 3 nR, где n - число атомов в молекуле. В действительности, однако, это значение - лишь предел, к к-рому стремится Т. твёрдого тела при высоких темп-рах. Он достигается уже при обычных темп-pax у многих элементов, в т. ч. металлов (п = 1, т. н. Дюлонга и Пти закон) и у нек-рых простых соединений [NaCl, MnS (п = 2), РbС12 (n = 3) и др.]; у сложных соединений этот предел фактически никогда не достигается, т. к. ещё раньше наступает плавление вещества или его разложение.

Квантовая теория Т. твёрдых тел была развита А. Эйнштейном (1907) и П. Дебаем (1912). Она основана на квантовании колебательного движения атомов в кристалле. При низких темп-pax Т. твёрдого тела оказывается пропорциональной кубу абс. темп-ры (т. н. закон Дсбая). Критерием, позволяющим различать высокие и низкие темп-ры, является сравнение с характерным для каждого данного вещества параметром - т. н. характеристич., или дебаевской, темп-рой ©с. Эта величина определяется спектром колебаний атомов в теле и, тем самым, существенно зависит от его кристаллич. структуры. Обычно &п - величина порядка нескольких сот К, но может достигать (напр., у алмаза) и тысяч К (см. Дебая температура).

У металлов определённый вклад в Т. дают также и электроны проводимости. Эта часть Т. может быть вычислена с помощью квантовой статистики Ферми, к-рой подчиняются электроны. Электронная Т. металла пропорциональна первой степени абс. темп-ры. Она представляет собой, однако, сравнительно малую величину, её вклад в Т. становится существенным лишь при темп-pax, близких к абс. нулю (порядка нескольких градусов), когда обычная Т., связанная с колебаниями атомов кристаллич. решётки, представляет собой ещё меньшую величину.

Ниже приводятся значения Т. [ккалКкг -град)] нек-рых газов, жидкостей и твёрдых тел при темп-ре 0 °С и атм. давлении (1 ккал=4,19 кдж).
Азот
6,8
Водород
6,84
Железо
0,104
Медь
0,091
Алюминий
0,210
Свинец
0,030
Кварц
0,174
Спирт этиловый
0,547
Вода
1,008
Лит.: К и к о и н И. К., К и к о и н А. К., Молекулярная физика, М., 1963; Л а нд а у Л. Д., Л и ф ш и ц Е. М., Статистическая физика, 2 изд., М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5). Е. М. Лифшиц-

ТЕПЛОЗАЩИТА, средство обеспечения нормального температурного режима в установках и аппаратах, работающих в условиях подвода к поверхности значит, тепловых потоков. Т. широко распространена в авиационной и ракетной технике для защиты летательных и космич. аппаратов от аэродинамического нагрева при движении в плотных слоях атмосферы, а также для защиты камер сгорания и сопел воздушно-реактивных и ракетных двигателей.

Существуют активные и пассивные методы Т. В активных методах газообразный или жидкий охладитель подаётся к защищаемой поверхности и берёт на себя осн. часть поступающего к поверхности тепла. В зависимости от способа подачи охладителя к защищаемой поверхности различают неск. типов Т. Конвективное (регенеративное) охлаждение - охладитель пропускается через узкий канал ("рубашку") вдоль внутренней (по отношению к подходящему тепловому потоку) стороны защищаемой поверхности. Данный способ Т. применяется в стационарных энергетич. установках, а также в камерах сгорания и соплах жидкостных ракетных двигателей. Заградительное охлаждение - газообразный охладитель подаётся через щель в охлаждаемой поверхности на внешнюю, "горячую", сторону, как бы загораживая её от воздействия высокотемпературной внешней среды. Заградительный эффект струи охладителя уменьшается по мере её перемешивания с горячим газом. Поэтому для Т. больших поверхностей пользуются системой последовательно расположенных щелей. Этот метод применяется в авиации для Т. камер сгорания и сопел воздушнореактивных двигателей, причём в качестве охладителя используют забортный воздух. Плёночное охлаждение аналогично заградительному, но через щель защищаемой поверхности подаётся жидкий охладитель, образующий на этой поверхности защитную плёнку. По мере растекания вдоль поверхности жидкая плёнка испаряется и разбрызгивается. Поглощение подводимого к поверхности тепла в данном способе Т. происходит за счёт нагревания и испарения плёнки жидкого охладителя, а также последующего нагрева его паров. Применяется для защиты камер сгорания и сопел жидкостно-реактивных двигателей. Пористое охлаждение - газообразный или жидкий охладитель подаётся через саму охлаждаемую поверхность, для чего последнюю делают пористой или перфорированной. Этот метод применяется при повышенных тепловых потоках к поверхности, когда предыдущие методы Т. оказываются несостоятельными. В пассивных метод а x Т. воздействие теплового потока воспринимается с помощью спец. образом сконструированной внешней оболочки или с помощью спец. покрытий, наносимых на основную конструкцию. В зависимости от способа "восприятия" теплового потока различается неск. вариантов пассивных методов Т. В теплопоглощающих конструкциях (тепловых аккумуляторах) подходящее к поверхности тепло поглощается достаточно толстой оболочкой. Эффективность метода зависит от величины удельной теплоёмкости материала теплопоглощающей конструкции (наиболее эффективен бериллий). "Радиационная" Т.основана на применении в качестве внешней оболочки материала, сохраняющего при высоких темп-pax достаточную механич. прочность. В этом случае почти весь тепловой поток, подходящий к поверхности такого материала, переизлучается в окружающее пространство. Теплоотвод внутрь защищаемой конструкции минимален за счёт размещения между внешней высокотемпературной оболочкой и основной конструкцией слоя из лёгкого теплоизоляционного материала. Данный способ может использоваться лишь для Т. внешних поверхностей аппаратов, когда излучение от нагреваемой поверхности имеет свободный выход во внешнее пространство.

Наибольшее распространение в ракетной технике получила Т. с помощью разрушающихся покрытий. Согласно этому методу защищаемая конструкция покрывается слоем спец. материала, часть к-рого под действием теплового потока может разрушаться в результате процессов плавления, испарения, сублимации и химич. реакций. При этом осн. часть подводимого тепла расходуется на реализацию теплот различных физикохимич. превращений. Дополнительный заградительный эффект имеет место за счёт вдува во внешнюю среду сравнительно холодных газообразных продуктов разрушения теплозащитного материала. Этот вид Т. используется для защиты от аэродннамич. нагрева головных частей баллистич. ракет и космич. аппаратов, входящих с большой скоростью в плотные слои атмосферы, а также для защиты камеры сгорания и сопел ракетных двигателей, особенно двигателей твёрдого топлива, где использование др. методов Т. затруднено. Данный метод Т. обладает повышенной надёжностью по сравнению с активными методами Т.

Большинство используемых на практике разрушающихся теплозащитных покрытий представляют собой довольно сложные композиции, состоящие по крайней мере из двух составных частей - наполнителя и связующего. Задача наполнителя - поглотить в процессе разрушения за счёт физико-химич. превращений достаточно большое количество тепла. Задача связующего - обеспечить достаточно высокие механич. и теплофизич. свойства материала в целом. Пример разрушающихся теплозащитных покрытий-стеклопластики и другие пластмассы на органических и кремнийорганических связующих.

Лит.: Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космнческой технике, М., 1975; Д у ш и н Ю. А., Работа теплозащитных материалов в горячих газовых потоках, Л., 1968; Мартин Д ж., Вход в атмосферу, пер. с англ., М., 1969; Полежаев Ю. В., Юревич Ф. Б., Тепловая защита, М., 1975. H. А. Анфимов.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, материалы и изделия, применяемые для теплоизоляции зданий (сооружений), технологич. оборудования, средств транспорта и др. Т. м. характеризуются низкой теплопроводностью [коэфф. теплопроводности не более 0,2 вт/(м )], высокой пористостью (70-98% ), незначительными объёмной массой и прочностью (предел прочности при сжатии 0,05-2,5 Мн/м2).

Осн. показатель качества Т. м.-коэфф. теплопроводности. Однако его определение весьма трудоёмко и требует применения спец. оборудования, поэтому на практике в качестве такого показателя - марки Т. м.- используют выраженную в кг/м3 величину их объёмной массы в сухом состоянии, к-рая в достаточном приближении характеризует теплопроводность Т. м. Различают 19 марок Т. м. (от 15 до 700). В эксплуатац. условиях Т. м. должны быть защищены от проникновения влаги; их теплопроводность при насыщении водой возрастает в неск. раз.

Осн. области применения Т. м.- изоляция ограждающих строит, конструкций, технологич. оборудования (пром. печей, тепловых агрегатов, холодильных камер и т. д.) и трубопроводов. Различают Т. м. жёсткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.), гибкие (маты, матрацы, жгуты, шнуры и др.), сыпучие (зернистые, порошкообразные) или волокнистые. По виду осн. сырья Т. м. подразделяют на органич., неорганич. и смешанные.

К органическим Т. м. относят прежде всего материалы, получаемые переработкой неделовой древесины и отходов деревообработки (древесноволокнистые плиты и древесностружечные плиты), с.-х. отходов (соломит, камышит и др.), торфа (торфоплиты) и др. местного органич. сырья. Эти Т. м., как правило, отличаются низкой водо- и биостойкостью. Указанных недостатков лишены т. н. газонаполненные пластмассы (пенопласты, поропласты, сотопласты и др.)-высокоэффективные органич. Т. м. с объёмной массой от 10 до 100 кг/м3. Характерная особенность большинства органич. Т. м.- низкая огнестойкость, поэтому их применяют обычно при темп-pax не свыше 150 °С. Более огнестойки Т. м. с м е ш a FI н о г о с о с т ав а (фибролит, арболит п др.), получаемые из смеси минерального вяжущего вещества и органич. наполнителя (древесные стружки, опилки и т. п.).

Неорганические Т. м.- минеральная вата и изделия из неё (среди последних весьма перспективны минераловатные плиты - твёрдые и повышенной жёсткости), лёгкие и ячеистые бетоны (гл. обр. газобетон и пенобетон), пеностекло, стеклянное волокно, изделия из вспученного перлита и др. Изделия из минеральной ваты получают переработкой расплавов горных пород или металлургич. (гл. обр. доменных) шлаков в стекловидное волокно. Объёмная масса изделий из минеральной ваты 75-350 кг/м3.

Неорганические Т. м., используемые в качестве монтажных, изготовляют на основе асбеста (асбестовые картон, бумага, войлок), смесей асбеста и минеральных вяжущих веществ (асбестодиатомовые, асбестотрепельные, асбестоизвестковокремнезёмистые, асбестоцементные изделия) и на основе вспученных горных пород (вермикулита, перлита). Для изоляции пром. оборудования и установок, работающих при темп-pax выше 1000 °С (напр., металлургич., нагревательных и др. печей, топок, котлов и т. д.), применяют т. н. легковесные огнеупоры, изготовляемые из огнеупорных глин или высокоогнеупорных окислов в виде штучных изделий (кирпичей, блоков различного профиля); перспективно также использование волокнистых Т. м. из огнеупорных волокон и минеральных вяжущих веществ (коэфф. их теплопроводности при высоких темп-pax в 1,5-2 раза ниже, чем у традиционных, имеющих ячеистое строение).

 Лит,: Справочник по производству теплоизоляционных и акустических материалов, М., 1964; Китайцев В. А., Технология теплоизоляционных материалов, 3 изд., М., 1970; Сухарев М. Ф., Производство теплоизоляционных материалов и изделий, М., 1973. Ю. П. Горлов, К. H. Попов.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ, работы по устройству теплоизоляции конструкций зданий и сооружений, трубопроводов, пром. оборудования, средств транспорта и др. Различают Т. р. строительные (теплоизоляция ограждающих конструкций зданий и сооружений) и монтажные (теплоизоляция трубопроводов, тепловых агрегатов, холодильников и др.). В зависимости от размеров изолируемой поверхности, её конфигурации и вида теплоизоляционного материала устройство теплоизоляц. ограждения производится: укладкой и закреплением крупных изделий заводского изготовления (плиты, блоки, сегменты), мягких рулонных материалов (маты, шнуры), мелкоштучных изделий (кирпич); засыпкой; обмазкой; набрызгом или заливкой. Наиболее трудоёмки Т. р., связанные с обмазкой и засыпкой. При засыпке предусматриваются меры по предотвращению самоуплотнения слоя теплоизоляц. материала (с течением времени) и образования в нём пустот. Набрызг и заливка - относительно новые методы Т. р., основанные на применении гл. обр. полимерных теплоизоляц. материалов в виде отверждающихся пен. Используются как заранее приготавливаемые полимерные пены, получаемые перемешиванием жидкого полимера с пенообразователем (напр., мипора), так и полимерные композиции, вспенивающиеся в процессе твердения (напр., фенольные или полиуретановые заливочные композиции).

Комплекс Т. р., помимо устройства (нанесения) слоя собственно теплоизоляц. материала, включает работы по гидрои пароизоляции этого слоя и обеспечению его защиты от механич. повреждений. Устройство гидро- и пароизоляционных слоев предусматривается в тех случаях, когда теплоизоляц. слой подвергается увлажнению (напр., на трубопроводах, проложенных на открытом воздухе, под землёй и др.) или когда одна из сторон изолируемой конструкции испытывает воздействие отрицательных темп-р (ниже 0°С) (холодильные установки, здания в условиях холодного климата и др.). В последнем случае водяные пары конденсируются на холодной поверхности, поэтому пароизоляция производится с тёплой стороны конструкции. Защита теплоизоляц. слоя от механич. повреждений осуществляется облицовкой его плотными материалами/установкой специальных защитных кожухов (например, металлических), оштукатуриванием и другими способами.

В совр. индустриальном стр-ве Т. р. выполняются преим. в заводских условиях, в процессе изготовления сборных конструкций и изделий (напр., однослойных панелей из теплоизоляционноконструктивных материалов или многослойных панелей, где теплоизоляц. материал несёт только функции тепловой защиты). Для монтажной теплоизоляции выпускаются полностью готовые элементы, сводящие Т. р. лишь к закреплению (монтажу) этих элементов на изолируемой поверхности; это существенно повышает производительность труда и качество Т. р.

Лит.: Строительные нормы и правила, ч. 3, разд. В, гл. 10. Теплоизоляция. Правила производства и приёмки работ, М., 1963; М ат ю x и н А. H., Теплоизоляционные работы, 3 изд., М., 1975. Ю.П.Горлов, К.Н.Попов.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ, тепловая изоляция, термоизоляция, защита зданий, тепловых пром. установок (или отд. их узлов), холодильных камер, трубопроводов и пр. от нежелательного теплового обмена с окружающей средой. Так, напр., в стр-ве и теплоэнергетике Т. необходима для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, в холодильной и криогенной технике - для защиты аппаратуры от притока тепла извне. Т. обеспечивается устройством спец. ограждений, выполняемых из теплоизоляционных материалов (в виде оболочек, покрытий и т. п.) и затрудняющих теплопередачу; сами эти теплозащитные средства также наз. Т. При преимущественном конвективном теплообмене для Т. используют ограждения, содержащие слои материала, непроницаемого для воздуха; при лучистом теплообмене - конструкции из материалов, отражающих тепловое излучение (напр., из фольги, металлизированной лавсановой плёнки); при теплопроводности (осн. механизм переноса тепла)-материалы с развитой пористой структурой.

Эффективность Т. при переносе тепла теплопроводностью определяется термическим сопротивлением (R) изолирующей конструкции. Для однослойной конструкции 25J-3.jpg - толщина слоя изолирующего материала, X. -его коэфф. теплопроводности. Повышение эффективности Т. достигается применением высокопористых материалов и устройством многослойных конструкций с воз д. прослойками.

Задача Т. зданий - снизить потери тепла в холодный период года и обеспечить относит, постоянство темп-ры в помещениях в течение суток при колебаниях темп-ры наружного воздуха (см. Строительная теплотехника). Применяя для Т. эффективные теплоизоляц. материалы, можно существенно уменьшить толщину и снизить массу ограждающих конструкций и т. о. сократить расход осн. стройматериалов (кирпича, цемента, стали и др.) и увеличить допустимые размеры сборных элементов.

В тепловых промышленных установках (пром. печах, котлах, автоклавах и т. п.) Т. обеспечивает значит, экономию топлива, способствует увеличению мощности тепловых агрегатов и повышению их кпд, интенсификации технологич. процессов, снижению расхода осн. материалов. Экономич. эффективность Т. в пром-сти часто оценивают коэфф. сбережения тепла 25J-4.jpg (где Qi - потери тепла установкой Оез Т., а О2 - с Т.). Т. пром. установок, работающих при высоких темп-pax, способствует также созданию нормальных сан.-гигиенич. условий труда обслуживающего персонала в горячих цехах и предотвращению производств, травматизма. Большое значение имеет Т. в холодильной технике, т. к. охлаждение холодильных агрегатов и машин связано со значит, энергозатратами.

Т.- необходимый элемент конструкции транспортных средств (судов, ж.-д. вагонов и др.), в к-рых роль Т. определяется их назначением:

для средств пасс, транспорта - требованием поддержания комфортных микроклиматич. условий в салонах; для грузового (напр., судов, вагонов-рефрижераторов и грузовых автомобилей для перевозки скоропортящихся продуктов) -обеспечения заданной темп-ры при минимальных энергетич. затратах. К эффективности Т. на транспорте предъявляются повышенные требования в связи с ограничениями массы и объёма ограждающих конструкций трансп. средств. См. также Теплозащита, Теплоизоляционные работы.

Лит.: КаммерерИ. С., Теплоизоляция в промышленности и строительстве, пер. с нем., М., 1965. Ю. П. Горлов, К. H. Попов.

ТЕПЛОКРОВНЫЕ ЖИВОТНЫЕ, то же, что пойкилотермные животные.

ТЕПЛОЛЕЧЕНИЕ, термотерапия, совокупность физиотерапевтич. методов, использующих тепло естеств. и искусств. источников. В домашних условиях применяют водяные и электрич. грелки, припарки и согревающие компрессы, нагретый песок и т. д. В леч. учреждениях Т. осуществляют с помощью электрич. ламп накаливания - Минина, инфракрасных лучей (см. Светолечение); грязей (см. Грязелечение), парафина (см. Парафинолечение), озокерита; для усиленного теплообразования в тканях тела используют индуктотермию, высокочастотные электрич. поля и микроволны (см. Электролечение). При применении естеств. теплоносителей, кроме температурного действия (за счёт большой теплоёмкости, малой теплопроводности и отсутствия конвекции), проявляется их хнмич. (за счёт наличия неорганич. и органич. кислот в леч. грязи, биологически активных веществ в грязи и озокерите, минеральных масел в парафине) и механич. (напр., компрессионный эффект аппликации парафина) действие.

Механизм влияния Т. сложен; он складывается из местных (очаговых) и общих реакций. Первые проявляются гл. обр. в улучшении крово- и лимфообращения и нервнотрофич. процессов (см. Трофика нервная), что обусловливает противовоспалит., обезболивающий и рассасывающий эффект. Общие реакции связаны с рефлекторно-гуморальными влияниями на нервную, сердечнососудистую, эндокринную, иммунокомпетентную и др. системы организма, обеспечивающие его саморегуляцню. Оптимальная реакция возникает в тех случаях, когда нет чрезмерной тепловой нагрузки на организм и когда вызванные Т. изменения на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях ещё не перекрываются последствиями процесса нагрева тканей.

Т. применяют при нек-рых заболеваниях опорно-двигат. аппарата, периферич. нервной системы, уха, горла и носа, мочеполовой системы, при травмах, спаечном процессе в брюшной полости и малом тазу и др. Т. противопоказано при злокачеств. и доброкачеств. опухолях, активных формах туберкулёза, болезнях крови, заболеваниях сердечнососудистой системы с декомпенсацией кровообращения, острых воспалит, процессах и др.

Лит.: Олефиренко В. Т., Водотеплолечение, М., 1970; Redford J. В., Physical medicine, principles of thermotherapy, "Northwest medicine", 1960, v. 59, p. 919 - 24; Fizykoterapia ogolna i kliniczna, pod red. J. Jankowiaka, 2 wyd., Warsz., 1968. В. М. Стругацкий.

В ветеринарии Т. (в виде компресса, припарки, душа, ванны, электрогрелки, светолечения, грязелечения, диатермии и др. методов) применяют при коликах, пневмонии, мастите, хирургич. болезнях (ушиб, растяжение сухожилий и связок и др.).

ТЕПЛОЛЮБИВЫЕ РАСТЕНИЯ, растения, на к-рые губительно действуют низкие положит, темп-ры (ниже 6 °С). К Т. р. относятся выходцы из тёплых и жарких стран, в т. ч. культурные растения - рис, огурец, хлопчатник и др. Степень повреждения Т. р. при воздействии низкой положит, темп-ры зависит как от условий их произрастания (влажность воздуха, освещённость и пр.), так и от видовых особенностей, возраста и физиологич. состояния растений. Повреждения растений под действием низкой положит, темп-ры обнаруживаются не сразу (нередко уже после прекращения охлаждения). Гибель растений объясняется необратимым нарушением обмена веществ.

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ, движущаяся среда, применяемая для передачи теплоты от более нагретого тела к менее нагретому. Т. служат для охлаждения, сушки, термич. обработки и т.п. процессов в системах теплоснабжения, отопления, вентиляции, в технологич. тепловых и др. устройствах (см. Теплообменник). Наиболее распространённые Т.: топочные (дымовые) газы, вода, водяной пар, жидкие металлы (калий, натрий, ртуть), фреоны, аэровзвеси сыпучих материалов и т. д. Т. могут в процессе передачи теплоты изменять своё агрегатное состояние (кипящие жидкости, конденсирующиеся пары) или сохранять его неизменным (некипящие жидкости, перегретые пары, неконденсирующиеся газы). В первом случае темп-pa Т. остаётся неизменной, т. к. передаётся лишь теплота фазового перехода; во втором случае температура Т. изменяется (понижается или повышается). Особые требования предъявляются к Т. в ядерных реакторах. Лит.: Нечеткий А. В., Высокотемпературные теплоносители, 3 изд., М., 1971.

ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ в ядерном реакторе, жидкое или газообразное вещество, пропускаемое через активную зону реактора и выносящее из неё тепло, выделяющееся в результате реакции деления ядер. В энергетич. реакторах Т. из реактора поступает в парогенератор, в к-ром вырабатывается пар, приводящий в действие турбины (в ряде случаев сам Т.- пароводяной или газовый - может служить рабочим телом турбинного цикла). В исследовательских (напр., материаловедческих) и спец. реакторах (напр., в реакторах для накопления радиоактивных изотопов) Т. осуществляет лишь сток тепла, выносимого из активной зоны. К Т. предъявляют след, требования: слабое поглощение нейтронов в Т. (в тепловых реакторах) либо слабое замедление их (в быстрых реакторах); химич. стойкость Т. в условиях интенсивного радиац. облучения; низкая коррозионная активность по отношению к конструкционным материалам, с к-рыми Т. находится в контакте; высокий коэфф. теплопередачи; большая удельная теплоёмкость; низкое рабочее давление при высоких темп-pax. В тепловых реакторах в качестве Т. используют воду (обычную и тяжёлую), водяной пар, органич. жидкости, двуокись углерода; в быстрых реакторах - жидкие металлы (преим. натрий), а также газы (напр., водяной пар, гелий). Часто Т. служит жидкость, являющаяся одновременно и замедлителем. Лит. см. при ст. Ядерный реактор.С. А. Скворцов.

ТЕПЛООБМЕН, самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты в пространстве, обусловленный неоднородным полем темп-ры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей других физ. величин, напр, разностью концентраций (диффузионный термоэффект). Различают 3 вида Т.: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (на практике Т. обычно осуществляется всеми 3 видами сразу). Т. определяет или сопровождает мн. процессы в природе (напр., ход эволюции звёзд и планет, метеорологич. процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и в быту. Во мн. случаях, напр, при исследовании процессов сушки, испарит, охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с массообменом. Т. между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними наз. теплопередачей.

Лит. см. при статьях об отдельных видах теплообмена.

ТЕПЛООБМЕН В АТМОСФЕРЕ, обмен теплотой, происходящий в атмосфере в горизонтальном и в вертикальном направлениях. Поток тепла направлен от более нагретых областей к менее нагретым, а его интенсивность тем больше, чем больше разность темп-р. В общем в тропосфере темп-pa убывает от экватора к полюсам, а на каждой данной широте понижается с возрастанием высоты. Вследствие междуширотного теплообмена атмосфера в троппч. и субтропич. широтах (в Сев. полушарии до 40°) теряет тепло, а в более высоких широтах - получает его. Кроме того, теплообмен происходит также и в направлении широт вследствие неоднородности тепловых свойств подстилающей поверхности (напр., суши и моря). При вертикальном Т. в а. поток тепла направлен гл. обр. вверх от земной поверхности.

Перенос тепла в атмосфере осуществляется: конвекцией (включая адвекцию), т. е. горизонтальным и вертикальным переносом воздуха; лучистым теплообменом, теплообменом, обусловленным испарением воды и конденсацией водяного пара, и в незначит. степени молекулярной теплопроводностью. Горизонтальный конвективный (адвективный) теплообмен между юж. и сев. широтами осуществляется меридиональным переносом возд. масс и составляет ок. 1019 кал/сут. Конвективный теплообмен в вертикальном направлении вызывается как упорядоченными вертикальными перемещениями воздуха в областях циклонов и антициклонов, так и турбулентностью (см. Турбулентность в атмосфере и гидросфере). В среднем для Сев. полушария вертикальный поток тепла составляет ок. 50 кал/см2 -сут. Лучистый теплообмен происходит вследствие поглощения и излучения длинноволновой радиации водяным паром, пылью, углекислым газом, облаками и др. газами и аэрозолями атмосферы. В результате лучистого теплообмена в конечном счёте происходит теплоотдача из атмосферы в мировое пространство; количество отдаваемого тепла составляет в среднем 400 кал/см2 -сут. Потеря тепла в мировое пространство, в общем, уменьшается от низких широт к высоким. Теплообмен, вызванный процессами испарения и конденсации, приводит к переносу тепла с земной поверхности в атмосферу в среднем в количестве ок. 120 калм2 -сут. Наибольшее количество тепла этим путём переносится в низких широтах. В связи с существованием годовых и суточных изменений темп-ры и суточных колебаний скорости ветра наблюдается годовой и суточный ход интенсивности Т. Лит.: Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973; X р г и а н А. X., Физика атмосферы, Л., 1969; Кондратьев К. Я., Лучистый теплообмен в атмосфере, Л., 1956.

ТЕПЛООБМЕН В МОРЕ, обмен теплотой между поверхностью моря и атмосферой (внешний теплообмен) и между поверхностью и нижележащими слоями, а также между отдельными районами морей и океанов (внутренний теплообмен). Во внешний Т. в м. вносят свой вклад радиационный, турбулентный и конвективный теплообмен, процессы испарения и конденсации водяных паров над морем. Внутренний Т. в м. осуществляется турбулентным и конвективным перемешиванием и вертикальными и горизонтальными течениями. В период осенне-зимнего охлаждения поверхности моря поток теплоты направлен в основном снизу вверх, а в период весенне-летнего нагревания - сверху вниз. В горизонтальном теплообмене между отдельными районами моря гл. роль играют горизонтальные течения. См. также Океан.

ТЕПЛООБМЕН В ПОЧВЕ, процесс обмена теплом между поверхностью почвы и её глубинными слоями. Тесно связан с теплопроводностью, обусловленной разностью темп-р различных почвенных слоев, и теплоёмкостью почвы. Поток тепла направлен от более нагретых слоев к менее нагретым: летом - в глубь почвы, зимой - к её поверхности. На Т. в п. существенно влияют снежный покров, растительность, рельеф (напр., глубокий снежный покров из-за своей малой теплопроводности значительно уменьшает потери тепла почвой). Скорость теплообмена существенно зависит от влажности почвы. В сухой почве поры заполнены воздухом (обладает низкой теплопроводностью) и тепло передаётся через точки соприкосновения почвенных частиц между собой: процессы теплообмена протекают медленно. С увеличением влажности теплопроводность почвы увеличивается и скорость теплообмена повышается. Изменения теплообмена наблюдаются и в течение суток: днём поток тепла направлен в глубь почвы, ночью - к поверхности. В .годовом теплообмене участвуют слои земли до 10-20 м, в суточном - до 100 см.

Знание Т. в п., а также теплообмена между почвой и атмосферой имеет большое значение для разработки мероприятий (тепловых мелиорации), позволяющих регулировать темп-ру почвы, бороться с заморозками, засухой и суховеями. См. также Тепловой режим почвы.

Лит.: Нерпин С. В., Чудно вс к и и А. Ф., Физика почвы, М., 1967; Ч у д н о в с к и и А. Ф., Теплофпзика почв, М., 1976. А. Ф. Чудновский.

ТЕПЛООБМЕННИК, теплообменный аппарат, устройство, в к-ром осуществляется теплообмен между двумя или несколькими теплоносителями либо между теплоносителем и поверхностью твёрдого тела. Процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому - один из наиболее важных и часто используемых в технике процессов, напр. получение пара в Т.-котлоагрегатах основано на теплообмене между продуктами сгорания органич. топлива и водой. По принципу действия Т. подразделяют на рекуператоры, регенераторы и смесительные Т.; существуют также Т., в к-рых нагрев (охлаждение) теплоносителя осуществляется за счёт
"внутреннего" источника теплоты (холода). Рекуперативные Т.- аппараты, в к-рых 2 движущихся теплоносителя с различной темп-рой разделены твёрдой стенкой. Теплообмен происходит путём конвекции в теплоносителях и теплопроводности стенки (см. Конвективный теплообмен), a также лучистого теплообмена, если хотя бы одним из теплоносителей является излучающий газ. К рекуператорам относятся парогенераторы, подогреватели, выпарные аппараты и т. д. На рис. даны нек-рые конструкции рекуперативных Т. В регенеративных Т. одна и та же поверхность нагрева периодически омывается то горячим, то холодным теплоносителем, т. е. сперва поверхность отбирает теплоту и нагревается, а затем отдаёт теплоту и охлаждается. Типичный пример регенераторов - воздухонагреватели доменных печей (см. Каупер). Т. к. в рекуперативных и регенеративных Т. теплообмен осуществляется на поверхности твёрдого тела, их наз. поверхностными. В смесительных Т. теплообмен идёт при непосредственном соприкосновении теплоносителей. Т. такого типа - градирни, в к-рых вода охлаждается атм. воздухом. ВТ. с внутренним источником теплоты (холода) используется только один теплоноситель. К подобным Т. относятся ядерные реакторы, электронагреватели и т. д.

Конструкции рекуперативных теплообменников: а - змеевиковый; б - типа "труба в трубе"; в - кожухотрубный; г - трубчатый воздухонагреватель; д -пластинчатый.

Тепловой расчёт Т. сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи. Различают проектные расчёты, необходимые для определения поверхности теплообмена и выполняемые при конструировании новых Т., и поверочные расчёты Т., цель к-рых определить количество переданной теплоты и конечные темп-ры теплоносителей при известной поверхности теплообменника. Т. широко применяются в теплоэнергетике (воздухоподогреватели, пароперегреватели, экономайзеры, конденсаторы), в хим. и пищ. пром-сти и т. д.

Лит.: К ичиги н М. А., К о с т е нк о Г. H., Теплообменные аппараты и выпарные установки, М.- Л., 1955; Кэйс В. М., Лондон А. Л., Компактные теплообменники, пер. с англ., 2 изд., М., 1967; Касаткин А. Г., Основные процессы п аппараты химической технологии, 9 изд., М., 1973. II. H. Розенгауз.

ТЕПЛООБРАЗОВАНИЕ (физиол.), то же, что теплопродукция.

ТЕПЛООЗЁРСК, посёлок гор. типа в Облученском р-не Еврейской авт. обл. Хабаровского края РСФСР. Расположен на р. Вира (приток Амура). Ж.-д. станция (Тёплое Озеро) на Транссибирской магистрали. Цементный и рыбоводный з-ды. Вечерний индустриальный техникум.

ТЕПЛООТДАЧА в технике, теплообмен между поверхностью твёрдого тела и соприкасающейся с ней средой -теплоносителем (жидкостью, газом и т. д.). Т. происходит конвекцией, теплопроводностью, лучистым теплообменом. Различают Т. при свободном и вынужденном движении теплоносите л, а также при изменении его агрегатноп. состояния. Интенсивность Т. характеризуется коэфф. Т.- количеством теплоты, переданным в единицу времени через единицу поверхности при разности темп-р между поверхностью и средой - теплоносителем в 1 К. Т. можно рассматривать как часть более общего процесса теплопередачи. См. также Конвективный теплообмен.

ТЕПЛООТДАЧА в физиологии, переход теплоты, освобождаемой в процессах жизнедеятельности, из организма в окружающую среду. Осуществляется излучением, испарением, проведением (конвекцией). Т. часто наз. физич. терморегуляцией. У человека в оптимальных условиях (см. Тепловой комфорт) около 50% освобождаемой в организме теплоты рассеивается во внешней среде вследствие излучения, ок. 25% - в результате испарения воды с поверхности кожи и слизистых оболочек и 25% -за счёт конвекции. Задержка Т, может привести к повышению температуры тела и перегреванию организма. Угроза перегревания возникает при резком повышении теплопродукции (мышечная работа) и темп-ры окружающей среды (высокая влажность воздуха и влагонепроницаемая одежда). Усиленной Т. способствуют физиологич. реакция увеличения кожного кровотока, повышение темп-ры кожи и испарение пота. Когда темп-pa среды приближается к темп-ре поверхности тела (ок. 34 °С), единственным средством Т. остаётся испарение воды в виде потоотделения или тепловой одышки у непотеющих животных. У человека отделение пота может достигать 2 л/ч к позволяет организму сохранять нормальную темп-ру тела в течение определённого времени даже при очень высокой темп-ре среды. См. также Терморегуляция. К. П. Иванов.

ТЕПЛОПЕЛЕНГАЦИЯ, определение направления на объекты по их собственному тепловому излучению; вид пассивной пеленгации. Осуществляется с помощью теплопеленгаторов (или теплопеленгационных систем). В состав теплопеленгатора обычно входят (см. рис.): оптич. система, улавливающая тепловое (инфракрасное) излучение и концентрирующая его на приёмнике излучения (ПИ); система сканирования, осуществляющая изменение положения осп оптич. системы по определённому закону, т. е. обеспечивающая "просмотр" оптич. системой возд., космич. или наземного (водного) пространства; усилитель электрич. сигналов, поступающих от ПИ; индикаторный блок, на управляющий электрод электроннолучевой трубки к-рого подаётся усиленный сигнал. Изменение положения оси оптич. системы и движение луча на трубке индикатора осуществляются синхронно, по одному и тому же закону. В момент попадания излучения от объекта на ПИ на экране индикатора высвечивается пятно, по положению к-рого, используя разметку, нанесённую на экран, определяют угловые координаты пеленгуемого объекта.

Схема теплопеленгатора: 1 - приёмник теплового излучения; 2 - оптическая система, улавливающая излучение; 3 -блок управления системы сканирования; 4 - приводы системы сканирования; 5 - усилитель электрических сигналов;6 - датчики положения оптической системы; 7 - индикаторный блок.

Теплопеленгаторы обладают более высокой (по сравнению с радиопеленгаторами, работающими на более длинных волнах) точностью пеленгации, повышенной помехозащищённостью и скрытностью действия (вследствие пассивного характера Т.). Недостаток теплопеленгаторов -их ограниченное применение в сложных метеорологич. условиях (дождь, снег, облачность п т. п.) из-за сильного поглощения теплового излучения. Кроме того, Т., в огличие от оптической локации, не может быть использована (из-за отсутствия активного облучателя) для определения расстояния до объекта. Т. с успехом применяется в мор., возд. и космич. навигации, в воен. деле для обнаружения самолётов, судов, танков и т. п. объектов по излучению выхлопных газов их двигателей, а также для снятия тепловых карт местности.

Лит.: Козелки н В. В., У с о л ьц е в И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1974; Левитин И. Б., Инфракрасная техника, Л., 1973. И. Ф. Усолъцев.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА, теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними. Т. включает в себя теплоотдачу от более горячей жидкости к стенке, теплопроводность в стенке, теплоотдачу от стенки к более холодной подвижной среде.

Интенсивность передачи теплоты при Т. характеризуется коэфф. Т. k, численно равным кол-ву теплоты, к-рое передаётся через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности темп-р между жидкостями в 1 К; размерность k - вт/(м2) [ккалКм2 -°С)]. Величина R, обратная коэфф. Т., наз. полным термич. сопротивлением Т. Напр., R однослойной стенки

25J-5.jpg

где a1и а2 - коэфф. теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки и от поверхности стенки к холодной жидкости; б - толщина стенки; 1- коэфф. теплопроводности. В большинстве встречающихся на практике случаев коэфф. Т. определяется опытным путём. При этом полученные результаты обрабатываются методами подобия теории. См. также Конвективный теплообмен.

Лит.: Гребер Г., Эрк С., Г р игу л л ь У., Основы учения о теплообмене, пер. с нем., М., 1958; Ш о р и н С. H., Теплопередача, 2 изд., М., 1964; Михеев М. А., Михеева И. М., Основы теплопередачи, 2 изд., М., 1973. И. H. Розенгауз.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ УРАВНЕНИЕ, дифференциальное уравнение с частными производными параболич. типа, описывающее процесс распространения теплоты в сплошной среде (газе, жидкости или твёрдом теле); основное уравнение математич. теории теплопроводности. Т. у. выражает тепловой баланс для малого элемента объёма среды с учётом поступления теплоты от источников и тепловых потерь через поверхность элементарного объёма вследствие теплопроводности. Для изотропной неоднородной среды Т. у. имеет вид:
25J-6.jpg

где р - плотность среды; cv - теплоёмкость среды при постоянном объёме; t - время; x, у, z - координаты; Т= T(x,y,z,t) - темп-pa, к-рая вычисляется при помощи T. у.; X - коэфф. теплопроводности; F = F(x,y,z,t) - заданная плотность тепловых источников. Величины p,cv, X зависят от координат и, вообще говоря, от темп-ры. Для анизотропной среды Т. у. вместо X содержит тензор теплопроводности Хй, где i, k = 1, 2, 3.

В случае изотропной однородной среды Т. у. принимает вид:
25J-7.jpg

где ДТ - Лапласа оператор;

25J-8.jpg25J-9.jpg

- коэфф. температуропроводности;

25J-10.jpg

В стационарном состоянии, когда темп-pa не меняется со временем, Т. у. переходит в Пуассона уравнение 25J-11.jpgили, при отсутствии источников теплоты, в Лапласа уравнение25J-12.jpgОсновными задачами для Т. у. является Коши задача и смешанная краевая задача (см. Краевые задачи).

Первые исследования Т. у. принадлежат Ж. Фурье (1822) и С. Пуассону (1835). Важные результаты в исследовании Т. у. были получены И. Г. Петровским, А. H. Тихоновым, С. Л. Соболевым.

Лит.: Карслоу Г. С., Теория теплопроводности, пер. с англ., М.- Л., 1947; Владимиров В. С., Уравнения математической физики, М., 1967; Т и х о н о в А. H., Самарский А. А., Уравнения математической физики, 3 изд., М., 1966. Д. H. Зубарев.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. При Т. перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией. Если относительное изменение темп-ры Т на расстоянии средней длины свободного пробега частиц 1 мало, то выполняется основной закон Т. (закон Фурье): плотность теплового потока q пропорциональна градиенту темп-ры grad Т, т. е.

25J-13.jpg

где X - коэфф. Т., или просто Т., не зависит от grad Т [X зависит от агрегатного состояния вещества (см. табл.), его атомно-молекулярного строения, темп-ры и давления, состава (в случае смеси или раствора) и т. д.].

Отклонения от закона Фурье могут появиться при очень больших значениях grad Т (напр., в сильных ударных волнах), при низких температурах (для жидкого гелия Не П) и при высоких темп-рах порядка десятков и сотен тыс. градусов, когда в газах перенос энергии осуществляется не только в результате межатомных столкновений, но в основном за счёт излучения (л у ч и с т а я Т.). В разреженных газах, когда 1 сравнимо с расстоянием L между стенками, ограничивающими объём газа, молекулы чаще сталкиваются со стенками, чем между собой. При этом нарушается условие применимости закона Фурье и само понятие локальной темп-ры газа теряет смысл. В этом случае рассматривают не процесс Т. в газе, а теплообмен между телами, находящимися в газовой среде. Процесс переноса теплоты - Т. - в сплошной среде описывается теплопроводности уравнением.

Для идеального газа, состоящего из твёрдых сферич. молекул диаметром d, согласно кинетической теории газов, справедливо следующее выражение для X (при d <l<L

25J-14.jpg

где р - плотность газа, СV - теплоёмкость единицы массы газа при постоянном объёме V, v - ср. скорость движения молекул. Поскольку 1 пропорциональна 1/р, а р~р (р - давление газа), то Т. такого газа не зависит от давления. Кроме того, коэфф. Т. X и вязкости т| связаны соотношением:
25J-15.jpg25J-16.jpg В случае газа, состоящего

из многоатомных молекул, существенный вклад в X. дают внутренние степени свободы молекул, что учитывает соотношение:
25J-17.jpg

где

25J-18.jpg
- теплоёмкость при постоянном давлении. В реальных газах коэффициент Т. - довольно сложная функция температуры и давления, причём с ростом Тир значение X возрастает. Для газовых смесей X может быть как больше, так и меньше коэфф. Т. компонентов смеси, т. е. Т.-нелинейная функция состава.

Значения коэффициента т еплопроводности X. для некоторых газов, жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении
Вещество
t °С
X, вт/(м • К)
Газы
 
 
Водород
0
0,1655
Гелии
0
0,1411
Кислород
0
0,0239
Азот
-3
0,0237
Воздух
4
0,0226
Металлы
 
 
Серебро
0
429
Медь
0
403
Железо
0
86,5
Олово
0
68,2
Свинец
0
35,6
Ж и д к о с т и
 
 
Ртуть
0
7,82
Вода
20
0,599
Ацетон
16
0,190
Этиловый спирт
20
0,167
Бензол
22,5
0,158
Минералы и материалы
 
 
Хлорид натрия
0
6,9
Турмалин
0
4,6
Стекло
18
0,4-1
Дерево
18
0,16-0,25
Асбест
18
0,12
В плотных газах и жидкостях среднее расстояние между молекулами сравнимо с размерами самих молекул, а кинетич. энергия движения молекул того же порядка, что и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия. В связи с этим перенос энергии столкновениями происходит значительно интенсивнее, чем в разреженных газах, и скорость передачи энергии молекул от горячих изотермич. слоев жидкости к более холодным близка к скорости распространения малых возмущений давления, равной скорости звука, т. е.

25J-19.jpg
где us - скорость звука в жидкости, L - ср. расстояние между молекулами. Эта формула лучше всего выполняется для одноатомных жидкостей. Как правило, X жидкостей убывает с ростом Т и слабо возрастает с ростом р. Т. твёрдых тел имеет различную природу в зависимости от типа твёрдого тела. В диэлектриках, не имеющих свободных электрич. зарядов, перенос энергии теплового движения осуществляется фононами - квазичастицами, квантами упругих колебаний атомов кристалла (см. Колебания кристаллической решётки, Квазичастицы). У твёрдых диэлектриков
25J-20.jpg
где с - теплоёмкость диэлектрика, совпадающая с теплоёмкостью газа фононов, v - ср. скорость движения фононов, приблизительно равная скорости звука, l - ср. длина свободного пробега фононов. Существование определённого конечного значения 1 - следствие рассеяния фононов на фононах, на дефектах кристаллич. решётки (в частности, на границах кристаллитов и на границе образца). Температурная зависимость А, определяется зависимостью от темп-ры с ч 1. При высоких темп-рах (25J-21.jpg где 25J-22.jpg- Дебая температура) гл. механизмом, ограничивающим /, служит фонон-фононное рассеяние, связанное с энгармонизмом колебаний атомов кристалла. Фонон-фононный механизм теплосопротивления (1/лямбда - коэфф. теплосопротивления) возможен только благодаря процессам переброса (см. Твёрдое тело), в результате к-рых происходит торможение потока фононов. Чем Т выше, тем с большей вероятностью осуществляются процессы переброса, а Т, уменьшается: при T>ОDl~1/T и, следовательно, Х~1/Т, т. к. с в этих условиях слабо зависит от Т. С уменьшением Т (при T<Z.®D) длина свободного пробега, определяемая фонон-фононным

рассеянием, резко растёт (l~eОD/T) и, как правило, ограничивается размерами образца (R). Теплоёмкость при Т<<ОD убывает ~ Т3, благодаря чему X при понижении темп-ры проходит через максимум. Температура, при которой X имеет максимум, определяется из равенства
25J-23.jpg

Т. металлов определяется движением и взаимодействием носителей тока -электронов проводимости. В общем случае для металла коэфф. Т. равен сумме решёточной фононной лямбдареш и электронной лямбдаэ составляющих: лямбда = лямбдаэ + + лямбдареш, причём при обычных темп-рах, как правило, лямбдаэ>лямбдареш. В процессе теплопроводности каждый электрон переносит при наличии градиента темп-ры энергию kT, благодаря чему отношение электронной части коэфф. Т. лямбдаэ к электрич. проводимости о в широком интервале темп-р пропорционально темп-ре (Видемана - Франца закон):
25J-24.jpg

где k - Больцмана постоянная, е - заряд электрона. В связи с тем, что у большинства металлов Хреш^Лэ, в законе Видемана - Франца можно с хорошей точностью заменить лямбда3на лямбда. Обнаруженные отклонения от равенства (3) нашли своё объяснение в неупругости столкновений электронов. У полуметаллов Bi и Sb лямбдареш сравнима с лямбда3, что связано у них с малостью числа свободных электронов .

Явление переноса теплоты в полупроводниках сложнее, чем в диэлектриках и металлах, во-первых, в связи с тем, что для них существенны обе составляющие Т. (лямбда3 и лямбдарен.), а, во-вторых, в связи со значительным влиянием на коэфф. Т. примесей, процессов биполярной диффузии, переноса экситонов и др. факторов.

Влияние давления на лямбда твёрдых тел с хорошей точностью выражается линейной зависимостью лямбда от р, причём у многих металлов и минералов лямбда растёт с ростом р.

Лит.: Л ы к о в А. В., Теория теплопроводности, М., 1967; Р е и ф Ф., Статистическая физика, пер. с англ., М., 1972(Берклеевский курс физики, т. 5); Роберте Д ж., Теплота и термодинамика, пер. с англ., М.-Л., 1950; Гиршфельдер Д ж., К е ртисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер,, с англ., М., 1961; Займан Дж., Принципы теории твердого тела, пер. с англ., М., 1966; К и ттель Ч., Элементарная физика твердого тела, пер. с англ., М., 1965; 3 е л ь д ов и ч Я. Б., Р а и з е р Ю. П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, 2 изд., М., 1966.   С. П. Малышенко.

ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ, теплообразование, выработка теплоты в организме в результате энергетич. превращений в живых клетках; связана с непрерывно совершающимся биохимич. синтезом белков и др. органич. соединений, с осмотич. работой (перенос ионов против градиента концентраций), с механич. работой мышц (сердечная мышца, гладкие мышцы различных органов, скелетная мускулатура). Даже при полном мышечном покое такая работа в сумме достаточно велика, и человек среднего веса и возраста при оптимальной темп-ре среды (см. Тепловой комфорт) освобождает ск. 1 ккал (4,19 кдж) на кг массы тела в 1 ч (см. Теплоотдача). В покое ок. 50% всей теплоты образуется в органах брюшной полости (гл. обр. в печени), по 20% в скелетных мышцах и центральной нервной системе и около 10% при работе органов дыхания и кровообращения. Т. называется также химической терморегуляцией.

У гомойотермных животных Т. на единицу массы тела увеличивается по мере уменьшения его размеров. У мыши, напр., Т. на единицу массы тела больше, чем у человека, в 8-10 раз (о Т. у разных животных и человека см. табл. 1 и 2 в ст. Основной обмен). Резко увеличивается Т. при мышечной работе, достигая 10-кратной от уровня покоя. На 10-20% возрастает Т. в первые часы после приёма пищи (специфически динамич. действие пищи). Кроме того, у человека и гомойотермных животных Т. усиливается при охлаждении. Эта защитная реакция основана на особой сократительной активности скелетных мышц (холодовая мышечная дрожь и терморегуляционный мышечный тонус). Если процессы Т. преобладают над процессами теплоотдачи, наступает перегревание организма. См. также Яойкилотермные животные, Температура тела, Терморегуляция.

Лит.: Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967; Иванов К. П., Биоэнергетика и температурный гомеостазнс. Л., 1972; H a m m е 1 H., Regulation of internal body temperature, "Annual Review of Physiology", 1968, v. 30; L e h п i п g er A. L., Bioenergetics, N. Y., 1965. К. П. Иванов.

ТЕПЛОРЕГУЛЯЦИЯ (физиол.), то же, что терморегуляция.

ТЕПЛОРОД, гипотетическая тепловая материя (невесомая жидкость), присутствием к-рой в телах в 18 - нач. 19 вв. пытались объяснять наблюдаемые тепловые явления (нагрев тел, теплообмен, тепловое расширение, тепловое равновесие и т. п.). Для этого Т. пришлось приписать необычные свойства: невесомость, наибольшую по сравнению с др. веществами упругость, способность проникать в мельчайшие поры тел и расширять их. В 18 в. для объяснения физ. и хим. свойств веществ наряду с Т. рассматривали и др. невесомые жидкости (флогистон и др.). Лишь в нач. 19 в. было окончательно доказано, что тепловые явления обусловлены хаотич. движением атомов и молекул (см. Тепловое движение). Особую роль в опровержении теории Т. сыграли опыты Б. Румфорда (1798) и Г. Дэви (1799), доказавших, что нагрев тел может быть осуществлён за счёт механической работы (см. Механический эквивалент теплоты).
 
 
 
 

2005-2009 © ShareIdeas.biz

Rambler's Top100