- Mis on soojusülekanne?
- Sõitmine
- Konvektsioon
- Kiirgus
- Isolaatorid ja kiirgustõkked
- Soojusülekande mõõtühikud
Selgitame, mis on soojusülekanne ja kuidas see toimub juhtivuse, konvektsiooni ja kiirguse teel. Lisaks isolaatorid ja mõõdud.
Soojus kandub alati kõrgema temperatuuriga süsteemidest madalamale.Mis on soojusülekanne?
Seda nimetatakse soojusülekandeks, soojusülekandeks või soojusülekandeks. soojust juurdefüüsiline nähtus mis seisneb soojusenergia ülekandmises ühest keskkonnast teise.
See juhtub siis, kui kakssüsteemid mis on erinevadtemperatuurid on kokku puutunud, võimaldades energial voolata kõrgeima temperatuuri punktist madalaima kuni a-nitermiline tasakaal, milles temperatuurid on võrdsustatud.
Soojusülekande protsess on peatamatu (seda ei saa peatada), kuigi seda saab aeglustada (seda saab aeglustada), kasutades vardaid ja isolaatoreid. Kuid seni, kuni soojuses on erinevusi universum, kipub soojus ülekandma saadaolevate kandjate kaudu. Sõltuvalt neist võib nimetatud ülekanne toimuda kolmes režiimis: juhtivus, konvektsioon ja kiirgus.
Sõitmine
Soojusjuhtivust kasutatakse sageli toidu valmistamisel.Juhtivuseks nimetatakse soojusülekannet ühe materjali osakeste otsesel kokkupuutel teise aine osakestega, ilma ainet kehade vahel üle kandmata. Esineb kõigis agregatsiooni olekud: tahke, vedel või gaasiline, kuigi kahes viimases eelistatakse tavaliselt konvektsiooni.
Juhtivuse kaudu ülekantava soojushulga määrab Fourier' seadus, mille kohaselt soojuse ülekandmise kiirus läbi keha on võrdeline selles eksisteeriva temperatuurigradiendiga.
Lihtne näide on elektripliidil: põleti kuumeneb elektritakistuste mõjul ja see soojus kandub juhtivuse teel pannile, mille me sellele ladestame ja pann teeb omakorda sama toit mida me küpsetame.
Seda juhtub ka siis, kui kogemata puudutame kuuma panni käega: kuumus kandub kokkupuutel nahale, põhjustades põletuse.
Konvektsioon
Konvektsioon sarnaneb juhtivusega, välja arvatud juhul, kui vedelik saab soojust ja liigub selle edastamiseks ruumis, kus see sisaldub. Konvektsioon on soojuse transportimine selle abil liikumine vedelikust, olgu see siis gaasiline või vedel.
See ülekanne toimub vastavalt Newtoni jahutusseadusele, mis ütleb, et keha kaotab soojust kiirusega, mis on võrdeline keha ja selle ümbruse temperatuuride erinevusega.
Selle selge näide ilmneb siis, kui soojendame vett anumas. Juhtimise teel anumast vedelikule ülekantav soojus soojendab sellega otseses kontaktis olevaid osi, mis tõusevad üles ja sunnivad teised vedeliku külmad osad asemele, soojendades seega anumat ühtlaselt. Vesi.
Kiirgus
Viimane soojusülekande tüüp on ka ainus, mis võib toimuda kontakti puudumisel ja seega ka füüsilise keskkonna puudumisel, see tähendab vaakumis.
Seda seetõttu, et selle päritolu on soojusliikumine osakesed laaditudasja, mis käivitab elektromagnetiliste osakeste, st soojuskiirguse emissiooni, mille intensiivsus sõltub selle temperatuurist ja pikkus vaadeldava kiirguse lainekuju.
Üldjuhul kiirgavad sellises olukorras kehad ultraviolettkiirgust, kuid teatud temperatuuridel võivad nad kiirata nähtava spektri kiirgust, st. valgus. Sel viisil kiiratava soojushulga saab määrata Stefan-Boltzmanni seadusega.
Iga päev vaatleme soojuskiirguse parimat näidet: Päike. Vaatamata sellele, et see asub 149,6 miljoni kilomeetri kaugusel meie planeet, on Päikese temperatuur nii kõrge, et kiirgab kosmosesse tohutul hulgal valgust ja soojust.
Mõlemad asjad jõuavad maapind ja nad hoiavad seda soojas ja valgustatuna, lainepikkustega ultraviolettkiirgusest infrapunani, läbides ilmselgelt kogu nähtava spektri.
Isolaatorid ja kiirgustõkked
Nagu öeldud, soojusülekannet ei saa takistada, kuid seda saab aeglustada teatud ja teatud materjalide kasutamisega. Seda seetõttu, et kõik materjalid edastavad soojust ühel või teisel viisil, kuid mitte sama kiirusega ega sama hõlpsalt.
Neid, mis seda kiiresti ja tõhusalt edastavad, nimetatakse soojusjuhtideks. Vastupidi, neid, kes teevad seda aeglaselt ja vaevaliselt, nimetatakse soojusisolaatoriteks (juhtivus ja konvektsioon) või barjäärideks (kiirgus).
Isolatsioonimaterjalide ilmekaks näiteks on need, mis moodustavad termose, mis võimaldavad kuumal või külmal vedelikul pikemat aega hoida, aeglustades selle soojusvahetust keskkond.
Soojusülekande mõõtühikud
Tema arvates Rahvusvaheline mõõtmissüsteem, juhtivus keha väärtust väljendatakse džaulides (J), nagu ka töö ja Energia. Siiski on soojusülekande mõõtmiseks ka teisi tavaliselt kasutatavaid ühikuid:
- Kilokaloreid (Kcal). A kaloreid on määratletud kui soojushulk, mis on vajalik, et tõsta a kraadi Celsiuse järgi grammi vee temperatuur. See on meede, mida sageli kasutatakse toitumises, et mõõta keemiline energia sisalduvad toidus. Üks kilokalor võrdub 1000 kaloriga.
- BTU (inglise keelest Briti soojusüksus või Briti soojusüksus). See on määratletud kui soojushulk, mis on vajalik ühe naela vee temperatuuri tõstmiseks ühe Fahrenheiti kraadi võrra, mis võrdub 252 kaloriga. Seda meedet kasutatakse tavaliselt inglise keelt kõnelevates riikides, peamiselt Ühendkuningriigis ja Ameerika Ühendriikides.