Kjør varmeoverføring (med eksempler)

De Kjører varmeoverføring Den består av passasjen eller strømmen av energi mellom to kropper ved forskjellig temperatur, når de kommer i kontakt. Varmen strømmer fra det hotteste til det kaldeste, til begge har samme temperatur. Det sies da at systemet nådde termisk balanse.

Det er en hyppig varmeoverføringsmekanisme i faste stoffer, selv om den også forekommer inne i stjernene som normalt er gassform. Imidlertid er kjernene til de avanserte stjernene i deres evolusjon tette nok til å gjøre denne mekanismen betydningsfulle.

[TOC]

Kalori kjøremekanisme

Drivende varmeoverføring skjer gjennom energiutveksling mellom molekyler, atomer og elektroner. Mens utvekslingen skjer, gir de mest energipartiklene en del av sin energi til minst energi gjennom kollisjonene som foregår mellom dem.

Varmen overføres av mat til maten i wok, også mangoene til redskapene er beskyttet med isolerende materiale for å unngå forbrenninger

For eksempel, i en kasserolle som kommer til å bli brann, svinger alle partikler av materialet med en viss amplitude. Flammen varmer de som har nærmere, og disse begynner å vibrere raskere, og øker bredden av svingning og vinner energi.

En del av denne energien overføres til nærliggende molekyler, som igjen øker deres bredde av svingning og også skaffer seg energi gradvis.  Og av disse partiklene sprer en del av energien seg til partiklene lengst fra flammen.

En av endene på stangen blir oppvarmet og energien overføres mellom molekylene til den når den andre enden. Kilde: Wikimedia Commons.

Økningene i amplituden av svingning av partiklene oversettes til en økning i temperaturen, som kan merkes med hånden din, hvis du nærmer deg nok til kasserollens metall, inkludert håndtaket eller håndtakene, er de alltid dekket av en isolator, så at de kan manipuleres uten å brenne.

Kan tjene deg: latent varme

Nå avhenger hastigheten på kjøreprosessen av materialet, siden noen stoffer fører mye bedre enn andre.

I denne forbindelse er metaller definitivt utmerket varme- og strømledere. De er bedre enn tre og plast, fordi atomene deres har minst ett fritt elektron i det ytterste laget, som kan bevege seg gjennom materialet og bære energi med seg.

Men overraskende er diamanten den beste termiske lederen som eksisterer, selv om det på grunn av prisen er ikke noe annet alternativ til å nøye seg med metaller når det gjelder praktiske applikasjoner.

Nye undersøkelser indikerer at et bor- og arsenforbindelse muligens er like god som diamanten for å skyte varme effektivt.

Termisk kjørehastighet

For å vite hvor raskt varmen forplantes ved å kjøre, bør du vurdere et ark med bredt materiale og lateralt område til. Venstre ansikt er i kontakt med en varmekilde (i rødt) ved temperatur t_h, Mens det andre ansiktet ligger ved siden av et kaldere objekt, Temperatur t_c.

En bar midt på to kilder ved forskjellige temperaturer. Varmen strømmer mellom begge sider fra den høyeste temperaturkilden til den kaldeste. Kilde: Wikimedia Commons/F. Zapata.

Varmen som renner mellom ansiktene, fra den hotteste siden til den kaldeste, i en tid Δt. Eksperimentelt er det funnet at valutakursen eller hastigheten som varme strømmer mellom ansiktene er proporsjonal med:

-Område A i ansiktene.

-Temperaturforskjellen mellom dem.

Og det er også omvendt proporsjonalt med tykkelsen på platen. Matematisk uttrykkes det som følger:

Det kan tjene deg: Stasjonær statsteori: Historie, forklaring, nyheter

Proporsjonalitetskonstanten kalles termisk ledningsevne k, derfor:

Termisk konduktivitet er et kjennetegn på materialet. Når det gjelder enhetene som er til stede, i det internasjonale systemet som måles i Joules (J), ΔT i sekunder (er), forblir Q/ ΔT i J/ S som tilsvarer Watios (W). I dette tilfellet er de termiske konduktivitetsenhetene w/m ∙ ºC, hvis temperaturen måles i grader Celsius eller W/m ∙ K når du bruker den absolutte skalaen i Kelvin.

Gode ​​termiske ledere har høye verdier på k, fremheve metaller og diamant.

Siden Q/ ΔT er kraft, hvis den er betegnet med P, er det:

Termisk konduktivitet av noen materialer

Deretter brukte den termiske konduktiviteten til noen ofte kjente stoffer, i enheter av det internasjonale systemet hvis w/m ∙ k:

-Syntetisk diamant: 2000
-Sølv: 429
-Gull: 317
-Kobber: 385
-Sink: 116
-Tungsten: 174
-Luft: 0.024

Kjøre varmeoverføringseksempler

Drivende varmeoverføring er til stede på mange måter i hverdagen:

Kjøkkenutstyr

Pottene, pannene og generelt kokekarene laget av metall som stål, har isolerende materialmango. Dette reduserer risikoen for forbrenninger når man manipulerer dem mens de er i kontakt med flammen eller innholdet er varmt.

Metall og tre

Når et tre stykke holdes i den ene hånden og en annen metall i den andre, blir det umiddelbart lagt merke til at dette er kaldere å ta på. Metaller, som forklart ovenfor, er gode drivere av varme, så varmen strømmer raskere fra hånden til metallet enn hånd til tre.

På denne måten avkjøles kontakt med metall raskere hånden til de som holder den, og følgelig føles det kaldere enn tre, noe som ikke er så bra sjåfør.

Det kan tjene deg: Hva er utslippstørket? (Med eksempler)

Tepper og deksler

Nye omslag føles mer oppvarmet enn brukte omslag, og det er fordi de nye har mer luft inne i fibrene og porene. Jo mer luft inni, jo bedre fungerer en dekning, siden luften er en veldig god termisk isolator.

Isolerende for hus

I mange deler av verden der det er veldig kaldt om vinteren, er husene beskyttet med varmeisolerende materialer, slik at interiøret forblir mer behagelig.

For eksempel er det glassfiber, som inneholder luftrom inne, som fungerer som termisk isolator, og forhindrer at varmen rømmer.

Varmepumper

Varmepumper trekker ut varme fra maskiner som kjører varme gjennom metallkanaler, fra overopphetede deler til kaldere områder.

Termisk utvidelse i metaller

Når et metallisk objekt varmes opp, svinger de bestanddeler partiklene med en større amplitude og konsekvensen er at dimensjonene til objektet øker.

Isolerende materialbeholdere

Beholderne som er bestemt til å holde maten i god stand, er laget av isolerende materiale slik at varmen utenfra ikke bryter ned maten.

Trening løst

Tverrsnittet av en kobberblokk har et 20 cm område² og 50 cm lengde. En av sidene er ved 0 ºC og den andre ved 100 ºC. Beregn hastigheten som varmen overføres.

Løsning

Den tidligere trekkede ligningen vil bli brukt:

Fra førerlisten er kobberet k = 400 w/m ∙ k, og selv om temperaturene som er gitt i uttalelsen er i grader Celsius, er ΔT -intervallet det samme på begge skalaene:

Δt = 100 k

Lengden er l = 50 cm = 0.5m og området er A = 20 cm² = 0.002 m², Det gjenstår å erstatte verdier i ligningen:

 Referanser

1. Giambattista, a. 2010. Fysikk. 2. Ed. McGraw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Konseptuell fysisk vitenskap. 5. plass. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysikk med moderne fysikk. 14. Ed. Volum 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fysikk for vitenskap og ingeniørfag. Volum 1. 7. Ed. Cengage Learning.
6. Tippens, p. 2011. Fysikk: konsepter og applikasjoner. 7. utgave. McGraw Hill.