Увод у пренос топлоте: Како се преноси топлина?

Шта је топлота? Како се врши пренос топлоте? Какви су ефекти на материју при преносу топлоте са једног на друго тело? Ево шта треба да знате:

Пријенос топлине је процес којим се унутарња енергија из једне твари преноси на другу твар. Термодинамика је студија преноса топлоте и промене које су последица тога. Разумевање преноса топлоте је пресудно за анализу а термодинамички процес, као што су они који се налазе у топлотним моторима и топлотним пумпама.

У складу с кинетичком теоријом унутрашња енергија неке супстанце настаје кретањем појединих атома или молекула. Топлотна енергија је облик енергије који ту енергију преноси из једног тела или система у друго. Овај пренос топлоте се може одвијати на више начина:

• Провођење је када топлота тече кроз загрејану чврсту супстанцу кроз а топлотна струја кретање кроз материјал. Можете опазити проводљивост када загревате елемент пећи или металну шипку, која прелази из црвене у бијелу.
• Конвекција је када загрејане честице преносе топлоту на другу супстанцу, као што је кување нечега у кипућој води.
instagram viewer
• Зрачење је када се топлота преноси електромагнетним таласима, као што је сунце. Зрачење може преносити топлину кроз празан простор, док остале две методе захтевају неки облик контакта "материја на материју" за пренос.

Да би две материје утицале једна на другу, морају бити унутра топлотни контакт једни са другима. Ако оставите пећницу отворену док је укључена и станете неколико стопа испред ње, у топлотном сте контакту са рерном и можете осетити топлину коју вам преноси (конвекцијом кроз ваздух).

Обично, наравно, не осећате топлину из рерне када се налазите неколико метара, а то је зато што је рерна топлотна изолација да задржи топлину у њој, спречавајући на тај начин топлотни контакт са спољном страном рерне. То наравно није савршено, тако да ако стојите у близини осетите мало врућине из рерне.

Топлотна равнотежа је када два предмета који су у топлотном контакту више не преносе топлину између њих.

Основни ефекат преноса топлоте је да се честице једне материје сударају са честицама друге супстанце. Већа енергетска супстанца обично губи унутрашњу енергију (тј. „Хлади се“), док ће мање енергетска супстанца добити унутрашњу енергију (тј. „Загрејати се“).

Најважнији ефекат овога у нашем свакодневном животу је фазни прелаз, где се супстанца мења из једне у другу стање материје другом, таквом као топљење леда од чврсте до течне енергије јер апсорбује топлоту. Вода садржи више унутрашње енергије (тј. молекули воде крећу се брже) него на леду.

Поред тога, многе супстанце пролазе кроз било које од њих термално ширење или термичка контракција како они добијају и губе унутрашњу енергију. Вода (и друге течности) се често шире када смрзне, што је открио свако ко је предуго ставио пиће са поклопцем у замрзивач.

Тхе топлотни капацитет објекта помаже да се дефинише како температура тог објекта реагује на апсорпцију или пренос топлоте. Топлотни капацитет дефинише се као промена топлине дељена са променом температуре.

Пренос топлоте се води неким основним принципима који су постали познати као закони термодинамике, који дефинишу како се пренос топлоте односи на посао који обавља систем и постављају ограничења у ономе што је могуће за систем.

Уредио Др Анне Марие Хелменстине