Tre typer varmeoverførsler

Varmeoverførsel indtager et felt, der omfatter en bred vifte af funktioner, fra de enkle processer af genstande opvarmning og afkøling til avancerede termodynamiske begreber i termisk fysik. For at forstå, hvordan en drink køler om sommeren eller hvor varme rejser fra solen til Jorden, skal du forstå disse grundlæggende principper for varmeoverførsel på et grundlæggende niveau.

Andre lov om termodynamik

Termodynamikens anden lov hedder, at varmeoverførsler fra et objekt med en højere temperatur til en lavere temperatur. De højere energiatomer (og dermed højere temperaturer) bevæger sig mod de lavere energiatomer (lavere temperatur) for at opretholde ligevægt (kendt som termisk ligevægt). Varmeoverførsel sker for at opretholde dette princip, når en genstand er ved en anden temperatur fra et andet objekt eller dets omgivelser.

Varmeoverførsel ved ledning

Når partikler af materiel er i direkte kontakt, varme overførsler ved hjælp af ledning. De tilstødende atomer med højere energi vibrere mod hinanden, som overfører den højere energi til den lavere energi eller højere temperatur til lavere temperatur. Det vil sige at højere intensitetsatomer og højere varme vil vibrere, hvorved elektronerne flyttes til områder med lavere intensitet og lavere varme. Væsker og gasser er mindre ledende end faste stoffer (metaller er de bedste ledere) på grund af at de er mindre tætte, hvilket betyder at der er en større afstand mellem atomer.

Konvektionsvarmeoverførsel

Konvektion beskriver varmeoverførslen mellem en overflade og en væske eller gas i bevægelse. Når væsken eller gasen bevæger sig hurtigere, øges den konvektive varmeoverførsel. To typer af konvektion er naturlig konvektion og tvungen konvektion. I naturlig konvektion resulterer væskebevægelse fra de varme atomer i væsken, hvor de varme atomer bevæger sig opad mod de køligere atomer i luften - væsken bevæger sig under påvirkning af tyngdekraften. Eksempler på dette er de stigende skyer af cigaretrøg eller varmen fra kappen af ​​en bil, der stiger opad. I tvungen konvektion er væsken tvunget til at rejse over overfladen af ​​en ventilator eller pumpe eller anden ekstern kilde.

Varmeoverførsel og stråling

Stråling (ikke forveksles med termisk stråling) henviser til overførsel af varme gennem tom plads. Denne form for varmeoverførsel sker uden et mellemliggende medium; stråling virker selv i og gennem et perfekt vakuum. For eksempel rejser solenergi gennem rummets vakuum, før overførsel af varme opvarmer jorden.

Varmeoverførsel udgør en integreret del af uddannelsen i relevante emner, som f.eks. I læseplanen for kemisk eller maskinteknik . Produktion og VVS (opvarmning, ventilation og luftkøling) er eksempler på industrier, der er afhængige af termodynamik og principper for varmeoverførsel. Termisk videnskab og termisk fysik er højere uddannelsesområder, der beskæftiger sig med varmeoverførsel.