• Mikä on lämmönsiirto?
• Ajo
• Konvektio
• Säteily
• Eristimet ja säteilysuojat
• Lämmönsiirron mittayksiköt

Selitämme, mitä lämmönsiirto on ja miten se tapahtuu johtumisen, konvektion ja säteilyn avulla. Lisäksi eristeet ja toimenpiteet.

Lämpö siirtyy aina korkeamman lämpötilan järjestelmistä alhaisempaan lämpötilaan.

Mikä on lämmönsiirto?

Sitä kutsutaan lämmönsiirroksi, lämmönsiirroksi tai lämmönsiirroksi. lämpöä kohtaanfyysinen ilmiö joka koostuu lämpöenergian siirtämisestä väliaineesta toiseen.

Tämä tapahtuu, kun kaksijärjestelmät jotka ovat eri tavallalämpötilat saatetaan kosketukseen sallien energian virtauksen korkeimmasta lämpötilasta alimmalle, kunnes se saavuttaa alämpötasapaino, jossa lämpötilat tasataan.

Lämmönsiirtoprosessi on pysäyttämätön (ei voi pysäyttää), vaikka sitä voidaan hidastaa (hidastaa) tangoilla ja eristeillä. Mutta niin kauan kuin lämpötilassa on eroa universumi, lämpö pyrkii siirtymään käytettävissä olevien välineiden kautta. Niistä riippuen mainittu siirto voi tapahtua kolmessa moodissa: johtuminen, konvektio ja säteily.

Ajo

Lämmönjohtavuutta käytetään usein ruoanlaittoon.

Johtukseksi kutsutaan lämmön siirtymistä yhden materiaalin hiukkasten suorassa kosketuksessa toisen materiaalin hiukkasten kanssa siirtämättä ainetta kappaleiden välillä. Esiintyy kaikissa aggregaatiotilat: kiinteä, nestettä tai kaasumaista, vaikka kahdessa jälkimmäisessä tapauksessa konvektio on yleensä edullinen.

Johdon kautta siirtyvän lämmön määrä määräytyy Fourierin lain mukaan, jonka mukaan lämmönsiirtonopeus kappaleen läpi on verrannollinen siinä vallitsevaan lämpötilagradienttiin.

Yksinkertainen esimerkki nähdään sähköliesissä: poltin lämpenee sähkövastusten vaikutuksesta ja tämä lämpö siirtyy johtuen pannulle, jonka asetamme sille ja pannu puolestaan ​​tekee samoin ruokaa mitä aiomme kokata.

Näin tapahtuu myös silloin, kun vahingossa kosketamme kuumaa pannua kädellämme: lämpö siirtyy kosketuksissa ihollemme aiheuttaen palovamman.

Konvektio

Jos kaksi nestettä sekoitetaan, se, jonka lämpötila on korkeampi, siirtää lämpöä toiselle.

Konvektio on samanlainen kuin johtuminen, paitsi että se tapahtuu tapauksissa, joissa neste vastaanottaa lämpöä ja liikkuu välittääkseen sen tilassa, jossa se on. Konvektio on lämmön siirtoa liikettä nesteestä, oli se sitten kaasumaista tai nestemäistä.

Tämä siirto tapahtuu Newtonin jäähtymislaissa, jonka mukaan keho menettää lämpöään nopeudella, joka on verrannollinen kehon ja sen ympäristön väliseen lämpötilaeroon.

Selvä esimerkki tästä tapahtuu, kun lämmitämme vettä astiassa. Säiliöstä nesteeseen johtumisen kautta siirtyvä lämpö lämmittää sen kanssa suoraan kosketuksissa olevia osia, jotka nousevat ja pakottavat nesteen muut kylmät osat tilalle, jolloin säiliö lämpenee tasaisesti. Vesi.

Säteily

Säteilyä voi tapahtua ilman kautta ja jopa tyhjiössä.

Viimeinen lämmönsiirtotyyppi on myös ainoa, joka voi tapahtua ilman kosketusta ja siten myös fyysistä väliainetta, eli tyhjiössä.

Tämä johtuu siitä, että sen alkuperä on lämpöliikkeessä hiukkasia täynnäasia, joka laukaisee sähkömagneettisten hiukkasten eli lämpösäteilyn säteilyn, jonka intensiteetti riippuu sen lämpötilasta ja pituus tarkasteltavan säteilyn aaltomuoto.

Yleensä kehot tässä tilanteessa lähettävät ultraviolettisäteilyä, mutta tietyistä lämpötiloista ne voivat lähettää säteilyä näkyvässä spektrissä, eli valoa. Tällä tavalla säteilevän lämmön määrä voidaan määrittää Stefan-Boltzmannin lailla.

Joka päivä havaitsemme parhaan esimerkin lämpösäteilystä: Aurinko. Huolimatta siitä, että se on 149,6 miljoonan kilometrin päässä meidän planeettamme, Auringon lämpötila on niin korkea, että se säteilee valtavia määriä valoa ja lämpöä avaruuteen.

Molemmat asiat saavuttavat maan pinta ja ne pitävät sen lämpimänä ja valaistuna, aallonpituuksilla, jotka vaihtelevat ultraviolettisäteilystä infrapunaan, kulkeen ilmeisesti koko näkyvän spektrin läpi.

Eristimet ja säteilysuojat

Eristimet mahdollistavat lämpötilan pitämisen talon sisällä vakaana.

Kuten olemme sanoneet, lämmönsiirtoa ei voida estää, mutta sitä voidaan hidastaa käyttämällä tiettyjä ja tiettyjä materiaaleja. Tämä johtuu siitä, että kaikki materiaalit siirtävät lämpöä tavalla tai toisella, mutta eivät samalla nopeudella tai helposti.

Niitä, jotka välittävät sen nopeasti ja tehokkaasti, kutsutaan lämpöjohtimiksi. Päinvastoin, niitä, jotka tekevät sen hitaasti ja vaivalloisesti, kutsutaan lämpöeristeiksi (johtuminen ja konvektio) tai esteiksi (säteily).

Selkeä esimerkki eristysmateriaaleista ovat ne, jotka muodostavat termospullon, jotka mahdollistavat kuuman tai kylmän nesteen säilymisen pidempään hidastaen sen lämmönvaihtoa ympäristöön.

Lämmönsiirron mittayksiköt

Hänen mukaansa Kansainvälinen mittausjärjestelmä, johtavuus kappale ilmaistaan ​​jouleina (J), kuten Job ja Energiaa. Lämmönsiirron mittaamiseen on kuitenkin muita yleisesti käytettyjä yksiköitä:

• Kilokaloreita (Kcal). A kalori määritellään lämpömääräksi, joka tarvitaan nostamaan a:ssa celsiusastetta gramman vettä lämpötila. Sitä käytetään usein ravinnossa mittaamaan kemiallinen energia sisältyvät ruokaan. Yksi kilokalori vastaa 1000 kaloria.
• BTU (englanniksi Brittiläinen lämpöyksikkö tai brittiläinen lämpöyksikkö). Se määritellään lämpömääräksi, joka tarvitaan yhden punnan veden lämpötilan nostamiseen yhdellä Fahrenheit-asteella, mikä vastaa 252 kaloria. Tätä mittaa käytetään yleisesti englanninkielisissä maissa, pääasiassa Isossa-Britanniassa ja Yhdysvalloissa.