Įvadas į šilumos perdavimą: kaip veikia šilumos perdavimas?

Kas yra šiluma? Kaip vyksta šilumos perdavimas? Kokį poveikį materijai daro šilumos perdavimas iš vieno kūno į kitą? Štai ką reikia žinoti:

Šilumos perdavimas yra procesas, kurio metu vienos medžiagos vidinė energija pereina į kitą. Termodinamika yra šilumos perdavimo ir iš jo atsirandančių pokyčių tyrimas. Šilumos perdavimo supratimas yra labai svarbus analizuojant a termodinaminis procesas, tokius, kurie vyksta šilumos varikliuose ir šilumos siurbliuose.

Pagal kinetinę teoriją: vidinė energija medžiagos sukuriama dėl atskirų atomų ar molekulių judėjimo. Šilumos energija yra energijos forma, kuri perduoda šią energiją iš vieno kūno ar sistemos į kitą. Šis šilumos perdavimas gali vykti keliais būdais:

• Laidumas yra tada, kai šiluma teka per šildomą kietą medžiagą per a šilumos srovė juda per medžiagą. Šildydami krosnies degiklio elementą arba metalinę strypą, kuris pereina nuo raudonai karšto iki balto karšto, laidumą galite stebėti.
• Konvekcija
  instagram viewer
  yra tada, kai įkaitusios dalelės perduoda šilumą kitai medžiagai, pavyzdžiui, virdami kažką verdančiame vandenyje.
• Spinduliuotė yra tada, kai šiluma perduodama per elektromagnetines bangas, pavyzdžiui, iš saulės. Spinduliuotė gali perduoti šilumą per tuščią erdvę, o kiti du metodai reikalauja tam tikros formos kontakto su materija perdavimo.

Kad dvi medžiagos galėtų paveikti viena kitą, jos turi būti šiluminis kontaktas tarpusavyje. Jei paliekate savo orkaitę atidarytą, kai ji įjungta, ir atsistojate priešais ją keliomis kojomis, esate šilumoje sąlytyje su orkaite ir galite jausti šilumą, kurią ji perduoda jums (konvekcija per orą).

Paprastai, be abejo, jūs nejaučiate karščio iš krosnies, kai esate už kelių pėdų, ir todėl, kad orkaitė turi Šilumos izoliacija išlaikyti šilumą jos viduje, taip užkertant kelią šilumos kontaktui su krosnies išorėje. Tai, žinoma, nėra tobulas, todėl, jei stovite netoliese, jaučiate šiek tiek šilumos iš krosnies.

Šiluminė pusiausvyra yra tada, kai du elementai, kurie liečiasi, nebeperduoda šilumos tarp jų.

Pagrindinis šilumos perdavimo poveikis yra tas, kad vienos medžiagos dalelės susiduria su kitos medžiagos dalelėmis. Energingesnė medžiaga paprastai praras vidinę energiją (t. Y. „Atvės“), tuo tarpu mažiau energinga medžiaga įgys vidinę energiją (t. Y. „Įkaista“).

Akivaizdžiausias to poveikis mūsų kasdieniniame gyvenime yra fazinis perėjimas, kai medžiaga keičiasi iš vienos materijos būsena kitam, tokiam kaip tirpsta ledas iš kietos medžiagos į skystį, nes ji sugeria šilumą. Vandenyje yra daugiau vidinės energijos (t. vandens molekulės juda greičiau) nei lede.

Be to, daug medžiagų praeina arba šiluminis plėtimasis arba terminis susitraukimas nes jie įgauna ir praranda vidinę energiją. Vanduo (ir kiti skysčiai) dažnai plečiasi, kai užšąla, ką atrado visi, kurie per ilgai įdėjo gėrimą su dangteliu į šaldiklį.

šilumos talpa objekto temperatūra padeda apibrėžti, kaip to objekto temperatūra reaguoja į šilumos sugertį ar perdavimą. Šilumos talpa yra apibrėžiamas kaip šilumos pokytis, padalytas iš temperatūros pokyčio.

Šilumos perdavimas grindžiamas kai kuriais pagrindiniais principais, kurie tapo žinomi kaip termodinamikos dėsniai, kurie nusako, kaip šilumos perdavimas susijęs su sistemos atliktu darbu, ir nustato tam tikrus apribojimus, ką sistema gali pasiekti.

Redaguota Anne Marie Helmenstine, Ph.