Kör värmeöverföring (med exempel)

De Körvärmeöverföring Den består av passagen eller energiflödet mellan två kroppar vid olika temperaturer, när de kommer i kontakt. Värme flyter från de hetaste till de kallaste, tills båda är vid samma temperatur. Det sägs då att systemet nådde värmebalansen.

Det är en vanlig värmeöverföringsmekanism i fasta ämnen, även om den också förekommer inuti stjärnorna som normalt är gasformiga. Kärnorna i de avancerade stjärnorna i deras utveckling är emellertid tillräckligt täta för att göra denna mekanism betydande.

[TOC]

Kalorikörmekanism

Körande värmeöverföring sker genom energiutbyte mellan molekyler, atomer och elektroner. Medan utbytet inträffar ger de flesta energipartiklar en del av sin energi till minsta energi genom kollisionerna som äger rum mellan dem.

Värmen överförs med mat till maten i wok, även mangoerna i redskapen är skyddade med isolerande material för att undvika brännskador

Till exempel, i en kastrull som kommer att tas i eld, oscillerar alla partiklar med en viss amplitud. Flamen värmer de som har närmare, och dessa börjar vibrera snabbare, öka sin bredd av svängning och vinna energi.

En del av denna energi överförs till angränsande molekyler, vilket i sin tur ökar deras bredd av svängning och också får energi gradvis.  Och av dessa partiklar sprider sig en del av energin till partiklarna längst från lågan.

En av ändarna på stången värms upp och energin överförs mellan molekylerna tills den når den andra änden. Källa: Wikimedia Commons.

Ökningarna i amplituden av svängningen av partiklarna översätter till en temperaturökning, som kan kännas med din hand, om du närmar dig tillräckligt med kastrullens metall, inklusive handtaget eller handtagen, därför är de alltid täckta av en isolator, så att de kan manipuleras utan att brinna.

Kan tjäna dig: latent värme

Nu beror hastigheten på körprocessen på materialet, eftersom vissa ämnen leder mycket bättre än andra.

I detta avseende är metaller definitivt utmärkta värme- och elledare. De är bättre än trä och plast, eftersom deras atomer har minst en fri elektron i det yttersta skiktet, som kan röra sig genom materialet och bära energi med sig.

Men överraskande är diamanten den bästa värmeledaren som finns, även om det inte finns något annat alternativ att nöja sig med metaller när det gäller praktiska applikationer.

Nya undersökningar indikerar att en bor och arsenikförening är lika bra som diamanten för att skjuta värme effektivt.

Termisk körhastighet

För att veta hur snabbt värmen sprider sig genom att köra, överväg ett ark med brett material och lateralt område till. Vänsterytan är i kontakt med en värmekälla (i rött) vid temperatur T_h, Medan det andra ansiktet ligger intill ett kallare objekt, temperatur t_c.

En bar mitt i två källor vid olika temperaturer. Värmeflöden mellan båda sidor från den högsta temperaturkällan till den kallaste. Källa: Wikimedia Commons/F. Zapata.

Värmen som rinner mellan ansikten, från den hetaste sidan till den kallaste, på en tid ΔT. Experimentellt har det visat sig att växelkursen eller hastigheten med vilken värmeflöden mellan ansikten är proportionell mot:

-Area a av ansikten.

-Temperaturskillnaden ΔT mellan dem.

Och det är också omvänt proportionellt mot plattans tjocklek. Matematiskt uttrycks det enligt följande:

Det kan tjäna dig: stationär stateori: historia, förklaring, nyheter

Proportionalitetskonstanten kallas värmeledningsförmåga k, därför:

Termisk konduktivitet är ett kännetecken för materialet. När det gäller de närvarande enheterna, i det internationella systemet som mäts i Joules (J), ΔT på några sekunder, förblir Q/ ΔT i J/ S som motsvarar Watios (W). I detta fall är värmeledningsförmågan w/m ∙ ºC, om temperaturen mäts i grader Celsius eller W/m ∙ K när du använder den absoluta skalan i Kelvin.

Bra värmeledare har höga värden på k, Markera metaller och diamant.

Eftersom Q/ ΔT är kraft, om den betecknas med P är det:

Värmekonduktivitet hos vissa material

Därefter är värmeledningsförmågan hos vissa ofta använda kända ämnen, i enheter i det internationella systemet om w/m ∙ k:

-Syntetisk diamant: 2000
-Silver: 429
-Guld: 317
-Koppar: 385
-Zink: 116
-Volfram: 174
-Luft: 0.024

Körande exempel på värmeöverföring

Att köra värmeöverföring finns på många sätt i vardagen:

Köksredskap

Krukorna, pannorna och i allmänhet matlagningsredskap som är gjorda av metall som stål, har isolerande material mango. Detta minskar risken för brännskador när man manipulerar dem medan de är i kontakt med lågan eller innehållet är hett.

Metall och trä

När ett träbit hålls i ena handen och en annan metall i den andra, märks det omedelbart att detta är kallare vid beröringen. Metaller, som förklarats ovan, är goda förare av värme, så värme flödar snabbare från handen till metallen än handen till trä.

På detta sätt kyler kontakt med metall snabbare handen på dem som håller den, och följaktligen känns det kallare än trä, vilket inte är så bra förare.

Det kan tjäna dig: vad är utsläppsavträdet? (Med exempel)

Filtar och omslag

Nya omslag känner sig värmda än begagnade omslag, och det beror på att de nya har mer luft inuti fibrerna och porerna. Ju mer luft inuti, desto bättre fungerar en täckning, eftersom luften är en mycket bra termisk isolator.

Isolerande för hus

I många delar av världen där det är mycket kallt på vintern är husen skyddade med värmeisolerande material, så att interiören förblir bekvämare.

Till exempel finns det glasfiber, som innehåller luftutrymmen inuti, som fungerar som värmeisolator, vilket förhindrar värme från flykt.

Värmepumpar

Värmepumpar extraherar värme från maskiner som kör värme genom metallkanaler, från överhettade delar till kallare områden.

Termisk dilatation i metaller

När ett metalliskt objekt värms upp, svänger de beståndsdelar partiklarna med en större amplitud och konsekvensen är att objektets dimensioner ökar.

Isolerande materialbehållare

Behållarna som är avsedda att hålla mat i gott skick längre är gjorda av isolerande material så att värmen från utsidan inte bryter ner maten.

Träning löst

Tvärsnittet av ett kopparblock har ett 20 cm område² och 50 cm längd. En av sidorna är vid 0 ° C och den andra vid 100 º C. Beräkna hastigheten till vilken värme överförs.

Lösning

Den tidigare avdragna ekvationen kommer att användas:

Från förarlistan är koppar K = 400 W/m ∙ K, och även om temperaturen som anges i uttalandet är i grader Celsius, är ΔT -intervallet detsamma på båda skalorna:

ΔT = 100 K

Längden är l = 50 cm = 0.5 m och området är A = 20 cm² = 0.002 m², Det återstår att ersätta värden i ekvationen:

 Referenser

1. Giambattista, a. 2010. Fysik. 2: a. Ed. McGraw Hill.
2. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. Sjätte. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Konceptuell fysisk vetenskap. Femte. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1. Pearson.
5. Serway, R., Jewett, J. 2008. Fysik för vetenskap och teknik. Volym 1. 7th. Ed. Cengage Learning.
6. Tippens, s. 2011. Fysik: koncept och applikationer. Sjunde upplagan. McGraw Hill.