Jaa:
Mitä ovat lämmönsiirron 3 tapaa?
lämmönsiirron muodot Ne voivat olla säteilyn, johtumisen ja konvektion kautta. Lämpö on kineettisen energian siirtäminen yhdestä väliaineesta tai esineestä toiseen tai energialähteestä väliaineeseen tai esineeseen.
Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) lämmön vakioyksikkö on kalori (cal), joka on energiansiirron määrä, joka tarvitaan yhden gramman puhtaan nestemäisen veden lämpötilan nostamiseksi yhden asteen celsiusasteella niin kauan kuin veden lämpötila on jäätymispisteen yläpuolella ja kiehumispisteen alapuolella.
Joskus kilokalori (kcal) on määritetty lämpöyksiköksi; ja vähemmän käyttöä, brittiläinen lämpöyksikkö (Btu). Tämä on lämmön määrä, joka tarvitaan yhden kilon puhtaan nestemäisen veden lämpötilan nostamiseen yhdellä asteella Fahrenheit.
Termodynamiikan toisessa laissa todetaan, että lämmönsiirto tapahtuu lämmön tasapainon ylläpitämiseksi.
Lämmönsiirto tapahtuu, jotta tämä periaate säilyy, kun esine on eri lämpötilassa toisesta esineestä tai sen ympäristöstä.
Ehkä olet kiinnostunut Mitkä ovat lämpömittarit??.
indeksi
- 1 Ajo
- 2 Konvektio
- 3 Säteily
- 4 Viitteet
ajo
Kun aineen hiukkaset ovat suorassa kosketuksessa, lämpö siirretään johtamalla. Korkeamman energian vierekkäiset atomit värisevät toisiaan vastaan, mikä siirtää korkeamman energian alempaan energiaan tai korkeampaan lämpötilaan alempaan lämpötilaan.
Toisin sanoen korkeampi intensiteetti ja korkeammat lämpöatomit värisevät, siirtävät elektronit aloille, joilla on alhaisempi intensiteetti ja alhaisempi lämpö.
Nesteet ja kaasut ovat vähemmän johtavia kuin kiinteät aineet (metallit ovat parhaita johtimia), koska ne ovat vähemmän tiheitä, mikä tarkoittaa, että atomien välillä on suurempi etäisyys.
Johdossa lämmönsiirto tapahtuu ilman massan sekoittamista. Lämmönsiirron nopeutta johdon kautta säätelevät Fourierin lämmönjohtavuuslaki.
Johtavuus on, miten lämpö virtaa kahden kiinteän esineen välillä, jotka ovat eri lämpötiloissa ja koskettavat toisiaan (tai saman kiinteän esineen kahden osan välillä, jos ne ovat eri lämpötiloissa).
Käytännön esimerkki on paljain jaloin kulkeminen kivilattialla ja tunnet kylmän, koska lämpö virtaa nopeasti ulos kehosta lattialla ajamalla.
Toinen esimerkki on keittoastian sekoitus metallilusikalla ja pian sinun täytyy löytää puinen yksi paikalleen: koska lämpö kulkee nopeasti lusikalla ajamalla kuumaa keittoa sormillesi.
konvektio
Lämmön siirtymistä pinnan ja liikkuvan nesteen tai kaasun välillä kutsutaan konvektioksi.
Kun neste tai kaasu liikkuu nopeammin, konvektiivinen lämmönsiirto kasvaa. Olemassa olevat konvektiotyypit ovat luonnollinen konvektio ja pakotettu konvektio.
Luonnollinen konvektio on silloin, kun nesteen liikkuminen johtuu nesteen kuumista atomeista, joissa kuumia atomeja liikkuu ylöspäin kohti ilmaan viileimpiä atomeja ja neste liikkuu alaspäin painovoiman vaikutuksesta.
Pakotettu konvektio on sellainen, jossa nestettä pakotetaan kulkemaan pinnalla puhaltimen, pumpun tai muun ulkoisen lähteen avulla.
Konvektiossa lämpö siirretään liikkuvaan nesteeseen pinnalla, jolle se virtaa yhdistetyn molekyylidiffuusion ja massavirran avulla.
Konvektioon kuuluu johtavuus ja nestevirtaus. Konvektiivista lämmönsiirtonopeutta säätelee Newtonin jäähdytyslaki.
Konvektio on tärkein tapa, jolla lämpö virtaa nesteiden ja kaasujen läpi. Esimerkkinä on laittaa kylmän, nestemäisen keiton päälle uuniin ja sytyttää liekki. Pannun pohjassa oleva keitto, lähempänä lämpöä, lämpenee nopeasti ja muuttuu tiheämmäksi kuin edellä mainittu kylmä keitto.
Kuumin keitto nousee ylöspäin ja sen kylmempi keitto putoaa paikalleen. Pian läpi kulkee pian lämpökierto. Pikku kerrallaan koko pannu lämmitetään.
säteily
Lämmön siirtymistä tyhjän tilan kautta kutsutaan säteilyksi. Tässä lämmönsiirtomuodossa ei ole tarvittavaa väliainetta; Säteily toimii jopa täydellisen tyhjiön kautta. Esimerkiksi auringon energia kulkee tyhjiön läpi, ennen kuin lämmönsiirto lämmittää maata.
Säteilyssä lämpö siirretään säteilevän energian tai aaltoliikkeen muodossa kehosta toiseen. Säteilyä ei voi muodostaa. Lämpösäteilyn nopeus, jonka pinta voi säteillä termodynaamisessa lämpötilassa, perustuu Stefan-Boltzmannin lakiin.
Säteily on kolmas tärkein muoto, jolla lämpö kulkee. Johto kuljettaa lämpöä kiintoaineiden läpi; Konvektio kuljettaa lämpöä nesteiden ja kaasujen kautta; Säteily voi kuitenkin kuljettaa lämpöä tyhjän tilan kautta, jopa koko tyhjiön kautta.
Lähes kaikki, mitä maan päällä tapahtuu, johtuu auringon säteilemästä auringon säteilystä avaruuden pimeän ja tyhjän pimeyden kautta. Mutta maapallolla on myös paljon lämpösäteilyä.
Esimerkki istuu lähellä puun paloa rapeaksi ja tuntuu lämpöä säteilevän ulospäin ja polttamalla posket.
Se ei ole kosketuksissa tuleen, joten lämpö ei tule johtumalla, ja jos se on ulkona, konvektio ei todennäköisesti ole riittävän vallitseva.
Sen sijaan kaikki lämpö, joka tuntuu kulkevan säteilyllä, suorina linjoina valon nopeudella, jota kuljettaa infrapunasäteilyä kutsuva sähkömagneettisuus..
viittaukset
- Reddy, V. (2017). "Lämmönsiirtotavat". Haettu osoitteesta me-mechanicalengineering.com.
- FYSIIKKA-LUOKAN TOIMITUSJOHTAJA. (2016). "Lämmönsiirron menetelmät". Haettu osoitteesta physicsclassroom.com.
- Rouse, M. (2009). "Heat". Haettu osoitteesta whatis.techtarget.com.
- Neese, B. (2017). "Kolme lämmönsiirtotyyppiä". Palautettu sciencing.comista.
- Meng, A & Meng, H. (2017). "Kolme lämmönsiirtomenetelmää: johtuminen, konvektio ja säteily". Palautettu vtaide.comista.
- Ipac-editoriryhmä. (2017). "Miten lämpö matkustaa?" Palautettu coolcosmos.ipac.caltech.edusta.
- EDinformatiikan toimittaja. (2003). "Miten lämpöä siirretään? Johto - konvektio - säteily ". Haettu osoitteesta edinformatics.com.