Elmagyarázzuk, mi a hőátadás, és hogyan megy végbe vezetés, konvekció és sugárzás útján. Ezen kívül szigetelők és intézkedések.
A hő mindig a magasabb hőmérsékletű rendszerből az alacsonyabb hőmérsékletű rendszerbe kerül.Mi a hőátadás?
Hőátadásnak, hőátadásnak vagy hőátadásnak nevezik. hőség hozfizikai jelenség amely a hőenergia egyik közegből a másikba való átviteléből áll.
Ez akkor fordul elő, ha kétrendszerek amelyek különbözőekhőmérsékletek érintkezésbe kerülnek, lehetővé téve az energia áramlását a legmagasabb hőmérsékleti ponttól a legalacsonyabbig, amíg el nem érik atermikus egyensúly, amelyben a hőmérsékletek kiegyenlítődnek.
A hőátadási folyamat megállíthatatlan (nem állítható meg), bár lassítható (lassítható), rudak, szigetelők segítségével. De amíg hőkülönbség van a világegyetem, a hő hajlamos a rendelkezésre álló médián keresztül átadni. Ezektől függően az említett átvitel három módban történhet: vezetés, konvekció és sugárzás.
Vezetés
A hővezetést gyakran használják ételek főzésére.Vezetésnek nevezzük azt a hőátadást, amely az egyik anyag részecskéinek a másik részecskéivel való közvetlen érintkezésén keresztül történik, anélkül, hogy a testek között anyagcsere történik. Mindenben előfordul aggregációs állapotok: szilárd, folyékony vagy gáznemű, bár az utóbbi kettőben általában a konvekciót részesítik előnyben.
A vezetés során átadott hő mennyiségét a Fourier-törvény határozza meg, amely szerint a testen keresztüli hőátadás sebessége arányos a benne létező hőmérsékleti gradienssel.
Egy egyszerű példa egy elektromos tűzhelyre látható: az égőt elektromos ellenállások hatására melegítik fel, és ez a hő vezetés útján a serpenyőbe kerül, amelyet rárakunk, és a serpenyő ugyanezt teszi majd étel mit fogunk főzni.
Az is előfordul, ha véletlenül kezünkkel hozzáérünk a forró serpenyőhöz: érintkezéskor a hő átszáll a bőrünkre, égési sérülést okozva.
Konvekció
A konvekció hasonló a vezetéshez, azzal a különbséggel, hogy azokban az esetekben fordul elő, amikor egy folyadék hőt kap, és elmozdul, hogy továbbítsa azt egy olyan térben, ahol benne van. A konvekció a hő szállítása útján mozgalom folyadék, legyen az gáz vagy folyékony halmazállapotú.
Ez az átvitel a Newton-féle hűtési törvényben meghatározott feltételek szerint történik, amely kimondja, hogy a test a test és környezete közötti hőmérséklet-különbséggel arányos hőveszteséget okoz.
Jó példa erre, amikor vizet melegítünk egy edényben. Az edényből a folyadékra vezetés útján átadott hő felmelegíti a vele közvetlenül érintkező részeket, amelyek felemelkednek, és a folyadék többi hideg részeit a helyükre kényszerítik, így egyenletesen melegítik a tartályt. Víz.
Sugárzás
A hőátadás utolsó típusa is az egyetlen, amely érintkezés, tehát fizikai közeg hiányában, azaz vákuumban is létrejöhet.
Ennek oka, hogy eredete a hőmozgásban van részecskék megrakva aügy, amely elektromágneses részecskék, azaz hősugárzás kibocsátását váltja ki, amelynek intenzitása a hőmérsékletétől és a hossz a figyelembe vett sugárzás hullámformája.
Általában a testek ebben a helyzetben ultraibolya sugárzást bocsátanak ki, de bizonyos hőmérsékletektől a látható spektrumban, azaz fény. Az így kisugárzott hő mennyiségét a Stefan-Boltzmann törvény határozza meg.
Nap mint nap megfigyeljük a hősugárzás legjobb példáját: a Nap. Annak ellenére, hogy 149,6 millió kilométerre van a bolygónk, a Nap hőmérséklete olyan magas, hogy hatalmas mennyiségű fényt és hőt sugároz ki az űrbe.
Mindkét dolog eléri a földfelszín melegen és megvilágítva tartják, az ultraibolya sugárzástól az infravörösig terjedő hullámhosszal, nyilvánvalóan áthaladva a teljes látható spektrumon.
Szigetelők és sugárzásgátlók
Mint mondtuk, a hőátadás nem akadályozható meg, de lassítható bizonyos és bizonyos anyagok használatával. Ennek az az oka, hogy minden anyag ilyen vagy olyan módon továbbítja a hőt, de nem ugyanolyan sebességgel vagy ugyanolyan könnyedén.
Azokat, amelyek gyorsan és hatékonyan továbbítják, hővezetőknek nevezzük. Éppen ellenkezőleg, azokat, akik ezt lassan és fáradságosan végzik, hőszigetelőknek (vezetés és konvekció) vagy akadályoknak (sugárzás) nevezik.
Jó példa a szigetelőanyagokra a termoszból álló anyagok, amelyek lehetővé teszik a meleg vagy hideg folyadék hosszabb ideig történő megtartását azáltal, hogy lelassítják annak hőcseréjét a környezet.
A hőátadás mértékegységei
Szerinte Nemzetközi Mérésrendszer, a vezetőképesség testét joule-ban (J) fejezzük ki, mint a munka és a Energia. Vannak azonban más általánosan használt mértékegységek is a hőátadás mérésére:
- Kilokalória (Kcal). A kalória definíció szerint az a hőmennyiség, amely a felemeléséhez szükséges Celsius fok egy gramm víz hőmérséklete. A táplálkozásban gyakran használt mérték a kémiai energia élelmiszerben található. Egy kilokalória 1000 kalóriának felel meg.
- BTU (angolból Brit hőegység vagy brit hőegység). Ez az a hőmennyiség, amely egy font víz hőmérsékletének egy Fahrenheit-fokkal megemeléséhez szükséges, ami 252 kalóriának felel meg. Ezt a mértéket általában az angol nyelvű országokban használják, elsősorban az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban.