Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (ТЕ)». Страница 123

  Данные о составляющих Т. б. используются при разработке многих проблем климатологии, гидрологии суши, океанологии; они применяются для обоснования численных моделей теории климата и для эмпирической 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 энергетического режима морских течений, для изучения снежных и ледяных покровов, в физиологии растений для исследования транспирации и фотосинтеза, в физиологии животных для изучения термического режима живых организмов. Данные о Т. б. были использованы и для изучения географической зональности в работах советского географа А. А. Григорьева.

Табл. 2. — Тепловой баланс атмосферы, ккал/см 2 год

Широта, градусы R a L r P F a 70—60 северной широты 60—50 50—40 40—30 30—20 20—10 10—0   0—10 южной широты 10—20 20—30 30—40 40—50 50—60 Земля в целом —70 —60 —60 —69 —82 —83 —76 —74 —76 —74 —71 —64 —57 —72 28 43 47 46 42 70 115 90 74 51 55 61 58 60 9 13 17 23 24 15 9 8 11 15 12 9 8 12 33 4 —4 0 16 —2 —48 —24 —9 8 4 —6 —9 0

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

  М. И. Будыко.

Схема теплового баланса системы земная поверхность — атмосфера.

Теплово'й бала'нс 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, химических процессов в море, перехода части кинетической энергии воды и воздуха в теплоту. Подробнее см. в ст. Океан .

Теплово'й бала'нс, 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 научных исследованиях Т. б. пользуются при решении многих астрофизических, геофизических, химических, биологических и других проблем (см. Тепловой баланс моря, Тепловой баланс Земли и т. д.).

  Т. б. рассчитывается на основе физических теплот (энтальпий ), участвующих в процессе веществ, и теплот соответствующих химических реакций. Для сложных процессов (особенно в металлургии, химической 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.

  Т. б. выражается: в виде уравнения (в одной части которого суммируется приход теплоты, в другой — её расход или потери), таблицы или диаграммы (рис. ). Например, Т. б. парового котла выражается след. уравнением:

,

где  — теплота сгорания топлива;  — физическая теплота топлива;  — физическая теплота воздуха;  — теплота, переданная рабочему телу; — потеря теплоты с уходящими газами; — потери теплоты из-за химического и механического недожога топлива;  — потеря теплоты с излучением в окружающую среду.

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

  Лит. см. при статьях Теплотехника и Теплоэнергетика .

  И. Н. Розенгауз.

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

Теплово'й вакуумме'тр, см. в ст. Вакуумметрия .

Теплово'й дви'гатель, двигатель , в котором тепловая энергия преобразуется в механическую работу. Т. д. составляют наибольшую группу среди первичных двигателей и используют природные энергетические ресурсы в виде химического или ядерного топлива. В основе работы Т. д. лежит замкнутый (или условно замкнутый) термодинамический цикл (см. Цикл двигателя ). Эффективность работы идеального Т. д. определяется термодинамическим кпд (см. Круговой процесс ). Работа реального Т. д., имеющего дополнительные потери, например на трение, вихреобразование, тепловые потери, оценивается так называемым эффективным кпд, то есть отношением механической 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 термодинамические процессы, Т. д. подразделяются на поршневые двигатели (см. Поршневая машина ), роторные двигатели и реактивные двигатели . Возможны комбинации этих типов Т. д., например турбореактивный двигатель , Ванкеля двигатель . По способу подвода теплоты для нагрева рабочего тела Т. д. подразделяются на двигатели внутреннего сгорания , в которых процессы сгорания топлива и преобразования теплоты в механическую работу происходят в одних и тех же рабочих полостях (цилиндрах) Т. д., и двигатели внешнего сгорания, в которых рабочее тело получается (или нагревается) вне самого Т. д. в специальных устройствах (см., например, Стирлинга двигатель , Паровая машина ).

  О. Н. Емин.

Теплово'й комфо'рт, 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 желёз (неощутимое потоотделение 40—60 г/ч ), небольшими периодическими колебаниями температуры конечностей, особенно кистей и стоп (в диапазоне 30—31 °С) при почти неизменном уровне температуры кожи в области туловища (около 33 °С), относительным постоянством средней температуры кожи (32—33 °С), оптимальным уровнем функционирования сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной и других физиологических систем организма, а также наивысшим уровнем умственной работоспособности. Т. к. наблюдается у человека, находящегося в состоянии мышечного покоя при теплопродукции около 80 ккал/ч (1 ккал = 4,19 кдж ) или при лёгкой работе с теплопродукцией, не превышающей 150 ккал/ч (канцелярский труд, работа инженера, оператора, научного 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 дифференцированно, 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 температуре воздуха 18—22 °С, летом 23—25 °С, при разнице температур 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 температура воздуха 28—30 °С. Под влиянием ряда факторов (физическая работа, акклиматизация к теплу или холоду, некоторые патологические состояния) зона Т. к. несколько изменяется. Тренировка и закаливание организма путём применения воздушных ванн и водных процедур с постепенным снижением температуры раздражителя, а также динамического микроклиматического воздействия, понижая нижнюю границу, расширяют зону Т. к., чем повышают сопротивляемость организма к простудным факторам. В ночное время рекомендуется умеренное понижение температуры 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.