Anstiegswärmeübertragung (mit Beispielen)

Der Antriebswärmeübertragung Es besteht aus dem Durchgang oder dem Energiefluss zwischen zwei Körpern bei unterschiedlicher Temperatur, wenn sie in Kontakt kommen. Wärme fließt von den heißesten zum kältesten, bis beide die gleiche Temperatur haben. Es wird dann gesagt, dass das System das Wärmeausgleich erreichte.

Es handelt. Die Kerne der fortgeschrittenen Sterne in ihrer Entwicklung sind jedoch dicht genug, um diesen Mechanismus signifikant zu machen.

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Kalorienantriebsmechanismus

Antriebswärmeübertragung erfolgt durch den Energieaustausch zwischen Molekülen, Atomen und Elektronen. Während des Austauschs geben die meisten Energiepartikel durch die zwischen ihnen stattgefundenen Kollisionen einen Teil ihrer Energie für die geringste Energie.

Die Wärme wird durch Lebensmittel in die Nahrung im Wok übertragen, auch die Mangos der Utensilien sind mit Isoliermaterial geschützt, um Verbrennungen zu vermeiden

Zum Beispiel in einem Topf, der in Brand gestellt wird. Die Flamme erwärmt diejenigen, die näher haben, und diese beginnen schneller zu vibrieren, wodurch ihre Oszillationsbreite und die Energiegewinnung erhöht wird.

Ein Teil dieser Energie wird auf benachbarte Moleküle übertragen, die wiederum ihre Schwingungsbreite erhöhen und auch progressiv Energie erwerben.  Und von diesen Partikeln breitet sich ein Teil der Energie auf die Partikel aus der Flamme aus.

Eines der Enden des Balkens ist erhitzt und die Energie wird zwischen den Molekülen übertragen, bis das andere Ende erreicht ist. Quelle: Wikimedia Commons.

Die Zunahme der Schwingungsamplitude der Partikel führt zu einer Temperaturzunahme, die mit Ihrer Hand zu spüren ist. dass sie ohne Brennen manipuliert werden können.

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Jetzt hängt die Geschwindigkeit des Fahrprozesses vom Material ab, da einige Substanzen viel besser führen als andere.

In dieser Hinsicht sind Metalle definitiv ausgezeichnete Wärme- und Stromleiter. Sie sind besser als Holz und Kunststoffe, da ihre Atome mindestens ein freies Elektron in der äußersten Schicht haben, die sich durch das Material bewegen und Energie mit sich bringen können.

Überraschenderweise ist der Diamant der beste thermische Dirigent, der existiert, obwohl es aufgrund seines Preises keine andere Alternative gibt, um sich mit Metallen zufrieden zu stellen.

Neue Untersuchungen deuten darauf hin, dass eine Bor- und Arsenmasse möglicherweise so gut ist wie der Diamant zum effizienten Abfeuern.

Thermische Fahrgeschwindigkeit

Um zu wissen, wie schnell sich die Wärme durch Fahren ausbreitet, betrachten. Die linke Gesicht ist mit einer Wärmequelle (in rot) bei Temperatur t in Kontakt_H, Während das andere Gesicht an ein kälteres Objekt angrenzt, Temperatur t_C.

Eine Bar in der Mitte von zwei Quellen bei verschiedenen Temperaturen. Wärme fließt zwischen beiden Seiten von der höchsten Temperaturquelle bis zur kältesten. Quelle: Wikimedia Commons/f. Zapata.

Die Hitze, die zwischen den Gesichtern von der heißesten Seite bis zur kältesten in einer Zeit ΔT fließt. Experimentell wurde festgestellt, dass der Wechselkurs oder die Geschwindigkeit, mit der Wärme zwischen den Gesichtern fließt, proportional ist zu:

-Bereich A der Gesichter.

-Die Temperaturdifferenz ΔT zwischen ihnen.

Und es ist auch umgekehrt proportional zur Dicke der Platte. Mathematisch wird es wie folgt ausgedrückt:

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Die Verhältnismäßigkeitskonstante wird als thermische Leitfähigkeit bezeichnet k, Deshalb:

Wärmeleitfähigkeit ist ein Merkmal des Materials. Was die vorhandenen Einheiten in dem internationalen System betrifft, das in Joule (j) in Sekunden (n) in Jule (j) gemessen wird, bleibt q/ ΔT daher in J/ S, was den WASIOs (w) entspricht (w) äquivalent ist (W). In diesem Fall betragen die Wärmeleitfähigkeitseinheiten mit m/m º ºC, wenn die Temperatur in Grad Celsius oder w/m ∙ k gemessen wird, wenn die absolute Skala in Kelvin verwendet wird.

Gute thermische Leiter haben hohe Werte von k, Hervorhebung von Metallen und Diamanten.

Da q/ Δt Macht ist, wenn es mit P bezeichnet wird, ist es:

Wärmeleitfähigkeit einiger Materialien

Als nächstes die thermische Leitfähigkeit einiger häufig verwendeter bekannter Substanzen in Einheiten des internationalen Systems, wenn mit m ∙ k:

-Synthetischer Diamant: 2000
-Silber: 429
-Gold: 317
-Kupfer: 385
-Zink: 116
-Wolfram: 174
-Luft: 0.024

Beispiele für Anstiegswärmeübertragung

Die Wärmeübertragung ist in vielen Arten des Alltags vorhanden:

Küchenutensilien

Die Töpfe, die Pfannen und im Allgemeinen haben die Kochutensilien aus Metall wie Stahl Isoliermaterial Mangos. Dies verringert das Risiko von Verbrennungen, wenn sie manipulieren, während sie mit der Flamme oder dem Inhalt in Kontakt stehen, heiß ist heiß.

Metall und Holz

Wenn ein Stück Holz in einer Hand und in einer anderen Metall in der anderen Handlung gehalten wird, wird sofort festgestellt, dass dies kälter ist. Metalle sind, wie oben erläutert.

Auf diese Weise kühlt der Kontakt mit Metall schneller die Hand derjenigen, die es halten, und fühlt sich folglich kälter an als Holz, was nicht so ein guter Fahrer ist.

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Decken und Abdeckungen

Neue Abdeckungen fühlen sich mehr erwärmt als gebrauchte Abdeckungen, und das liegt daran, dass die neuen mehr Luft in den Fasern und Poren haben. Je mehr Luft im Inneren ist, desto besser funktioniert eine Abdeckung, da die Luft ein sehr guter thermischer Isolator ist.

Isolier für Häuser

In vielen Teilen der Welt, in denen es im Winter sehr kalt ist.

Zum Beispiel gibt es Glasfaser, die Lufträume im Inneren enthält, die als thermischer Isolator fungiert und verhindern, dass Wärme entweichen.

Wärmepumpen

Wärmepumpen extrahieren Wärme aus Maschinen, die Wärme durch Metallkanäle, von überhitzten Teilen bis zu kälteren Bereichen,.

Wärmeleitdilatation in Metallen

Wenn ein metallisches Objekt erhitzt wird, schwanken die Bestandteile mit einer größeren Amplitude und die Folge ist, dass die Dimensionen des Objekts zunehmen.

Isoliermaterialbehälter

Die Behälter, die dazu bestimmt sind, Lebensmittel länger in gutem Zustand zu halten.

Übung gelöst

Der Querschnitt eines Kupferblocks hat einen Bereich von 20 cm² und 50 cm Länge. Eine der Seiten liegt bei 0ºC und der andere bei 100 º C. Berechnen Sie die Rate, auf die Wärme übertragen wird.

Lösung

Die zuvor abgezogene Gleichung wird verwendet:

Aus der Fahrerliste beträgt das Kupfer K = 400 W/m ∙ K, und obwohl die in der Aussage angegebenen Temperaturen in Grad Celsius sind, ist das ΔT -Intervall auf beiden Skalen gleich:

ΔT = 100 K

Die Länge beträgt L = 50 cm = 0.5m und die Fläche ist a = 20 cm² = 0.002 m², Es bleibt, Werte in der Gleichung zu ersetzen:

 Verweise

1. Giambattista, a. 2010. Physik. 2. Ed. McGraw Hill.
2. Giancoli, d.  2006. Physik: Prinzipien mit Anwendungen. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Konzeptionelle Physik. 5. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitätsphysik mit moderner Physik. 14. Ed. Band 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 1. 7. Ed. Cengage Lernen.
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