Ievads siltuma pārnesē: kā notiek siltuma pārnešana?

Kas ir siltums? Kā notiek siltuma pārnese? Kāda ir ietekme uz matēriju, kad siltums pāriet no viena ķermeņa uz otru? Lūk, kas jums jāzina:

Siltuma pārvade ir process, kurā vienas vielas iekšējā enerģija pāriet citā vielā. Termodinamika ir siltuma pārneses un izmaiņu, kas no tā izriet, izpēte. Izpratne par siltuma pārnesi ir būtiska, analizējot a termodinamiskais process, piemēram, siltumdzinējos un siltumsūkņos.

Saskaņā ar kinētisko teoriju: iekšējā enerģija vielas veidojas no atsevišķu atomu vai molekulu kustības. Siltuma enerģija ir enerģijas veids, kas šo enerģiju pārnes no viena ķermeņa vai sistēmas uz otru. Šī siltuma pārnešana var notikt vairākos veidos:

• Diriģēšana ir tad, kad siltums plūst caur karsētu cietvielu caur a siltuma strāva pārvietojas pa materiālu. Karsējot plīts degļa elementu vai metāla stieni, vadītspēju var novērot, kad tas pāriet no sarkanās karstās uz balto karsto.
• Konvekcija ir tad, kad sakarsētas daļiņas pārnes siltumu uz citu vielu, piemēram, kaut ko vārot verdošā ūdenī.
instagram viewer
• Starojums ir tad, kad siltumu pārnes caur elektromagnētiskiem viļņiem, piemēram, no saules. Radiācija var pārnest siltumu caur tukšo vietu, savukārt abām pārējām metodēm pārnešanai ir nepieciešams zināms kontakta veids ar matieriem.

Lai divas vielas varētu ietekmēt viena otru, tām jābūt iekšā termiskais kontakts viens ar otru. Ja atstājat cepeškrāsni vaļā, kamēr tā ir ieslēgta, un nostājaties tai priekšā vairākas pēdas, jūs esat termiski kontaktā ar krāsni un varat sajust siltumu, ko tas jums nodod (ar konvekcijas palīdzību caur gaisu).

Parasti, protams, jūs nejūtat siltumu no krāsns, kad atrodaties dažu pēdu attālumā, un tas ir tāpēc, ka krāsnij ir siltumizolācija saglabāt siltumu tajā, tādējādi novēršot termisku kontaktu ar krāsns ārpusi. Tas, protams, nav ideāls, tāpēc, ja jūs stāvat tuvumā, jūs jūtat kādu siltumu no krāsns.

Termiskais līdzsvars ir tad, kad divi priekšmeti, kas atrodas saskarē, vairs nenodod siltumu starp tiem.

Siltuma pārneses pamatiedarbība ir tāda, ka vienas vielas daļiņas saduras ar citas vielas daļiņām. Enerģētiskāka viela parasti zaudē iekšējo enerģiju (t.i., "atdziest"), bet mazāk enerģētiskā viela iegūs iekšējo enerģiju (t.i., "sakarst").

Visskaidrākais tam mūsu ikdienas dzīvē ir fāzes pāreja, kurā viela mainās no vienas matērijas stāvoklis citam, piemēram kā ledus kūst no cietas vielas uz šķidrumu, jo tā absorbē siltumu. Ūdens satur vairāk iekšējās enerģijas (t.i. ūdens molekulas pārvietojas ātrāk) nekā ledū.

Turklāt daudzas vielas iziet cauri vai nu termiska izplešanās vai termiskā kontrakcija kad viņi iegūst un zaudē iekšējo enerģiju. Ūdens (un citi šķidrumi) bieži izplešas, jo tas sasalst, ko ir atklājis ikviens, kurš pārāk ilgi ir ielicis dzērienu ar vāciņu saldētavā.

siltuma jauda objekta temperatūra palīdz noteikt, kā objekta temperatūra reaģē uz siltuma absorbciju vai pārnešanu. Siltuma jauda definē kā siltuma izmaiņas, dalot ar temperatūras izmaiņām.

Siltuma pārnesi vada daži pamatprincipi, kas kļuvuši pazīstami kā termodinamikas likumi, kas nosaka, kā siltuma pārnešana attiecas uz sistēmas paveikto darbu, un ierobežo dažus apstākļus, kādus sistēma var sasniegt.

Rediģēja Anne Marie Helmenstine, Ph.