- Was ist Wärmeübertragung?
- Fahren
- Konvektion
- Strahlung
- Isolatoren und Strahlungsbarrieren
- Maßeinheiten der Wärmeübertragung
Wir erklären, was Wärmeübertragung ist und wie sie durch Leitung, Konvektion und Strahlung erfolgt. Darüber hinaus Isolatoren und Maßnahmen.
Wärme wird immer von Systemen mit höherer zu niedrigerer Temperatur übertragen.Was ist Wärmeübertragung?
Es wird Wärmeübertragung, Wärmeübertragung oder Wärmeübertragung genannt. Wärme zumphysikalisches Phänomen die aus der Übertragung von Wärmeenergie von einem Medium auf ein anderes besteht.
Dies tritt auf, wenn zweiSysteme die sind andersTemperaturen werden in Kontakt gebracht, wodurch der Energiefluss vom Punkt der höchsten Temperatur zum niedrigsten bis zum Erreichen von a . ermöglicht wirdthermisches Gleichgewicht, in dem die Temperaturen ausgeglichen werden.
Der Wärmeübertragungsprozess ist unaufhaltsam (er kann nicht gestoppt werden), obwohl er verlangsamt (er kann verlangsamt werden) mit Hilfe von Stäben und Isolatoren. Aber solange es einen Wärmeunterschied im Universum, wird die Wärme durch die verfügbaren Medien übertragen. Abhängig davon kann die Übertragung in drei Modi erfolgen: Leitung, Konvektion und Strahlung.
Fahren
Wärmeleitung wird oft zum Garen von Speisen verwendet.Als Wärmeleitung bezeichnet man die Übertragung von Wärme durch den direkten Kontakt der Teilchen eines Materials mit denen eines anderen, ohne dass Materie zwischen den Körpern übertragen wird. Kommt in allen vor Aggregatzustände: fest, flüssig oder gasförmig, obwohl in den beiden letztgenannten normalerweise Konvektion bevorzugt wird.
Die Wärmemenge, die durch Leitung übertragen wird, wird durch das Fourier-Gesetz bestimmt, nach dem die Wärmeübertragungsrate durch einen Körper proportional zum darin vorhandenen Temperaturgradienten ist.
Ein einfaches Beispiel ist bei einem Elektroherd zu sehen: Der Brenner wird durch die Wirkung elektrischer Widerstände erhitzt und diese Wärme wird durch Wärmeleitung auf die Pfanne übertragen, die wir darauf absetzen, und die Pfanne wiederum macht dasselbe mit dem Lebensmittel was werden wir kochen.
Es passiert auch, wenn wir versehentlich die heiße Pfanne mit der Hand berühren: Die Hitze wird bei Kontakt auf unsere Haut übertragen und verursacht Verbrennungen.
Konvektion
Konvektion ist der Leitung ähnlich, außer dass sie in Fällen auftritt, in denen eine Flüssigkeit Wärme empfängt und sich bewegt, um sie innerhalb eines Raums, in dem sie enthalten ist, zu übertragen. Konvektion ist der Transport von Wärme mittels Bewegung eines Fluids, sei es gasförmig oder flüssig.
Diese Übertragung erfolgt gemäß dem Newtonschen Kühlgesetz, das besagt, dass ein Körper seine Wärme proportional zum Temperaturunterschied zwischen dem Körper und seiner Umgebung verliert.
Ein klares Beispiel dafür ist, wenn wir Wasser in einem Behälter erhitzen. Die durch Wärmeleitung vom Behälter auf die Flüssigkeit übertragene Wärme erwärmt die Teile, die mit ihr in direktem Kontakt stehen, die aufsteigen und andere kalte Teile der Flüssigkeit an ihre Stelle zwingen, wodurch der Behälter gleichmäßig erhitzt wird. Wasser.
Strahlung
Die letzte Art der Wärmeübertragung ist auch die einzige, die berührungslos und damit auch eines physikalischen Mediums, also im Vakuum, erfolgen kann.
Dies liegt daran, dass sein Ursprung in der thermischen Bewegung des liegt Partikel geladen mit demAngelegenheit, die die Emission von elektromagnetischen Teilchen, also von Wärmestrahlung, auslöst, deren Intensität von ihrer Temperatur und der Länge Wellenform der betrachteten Strahlung.
Im Allgemeinen emittieren Körper in dieser Situation ultraviolette Strahlung, aber ab bestimmten Temperaturen können sie Strahlung im sichtbaren Spektrum emittieren, d.h. hell. Die dabei abgestrahlte Wärmemenge lässt sich nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz bestimmen.
Jeden Tag beobachten wir das beste Beispiel für Wärmestrahlung: die Sonne. Obwohl 149,6 Millionen Kilometer von unser Planet, ist die Temperatur der Sonne so hoch, dass sie enorme Mengen an Licht und Wärme in den Weltraum abstrahlt.
Beide Dinge erreichen die Landoberfläche und sie halten es warm und beleuchtet, mit Wellenlängen von ultraviolett bis infrarot, offensichtlich durch das gesamte sichtbare Spektrum.
Isolatoren und Strahlungsbarrieren
Wie gesagt, die Wärmeübertragung kann nicht verhindert, aber durch die Verwendung bestimmter und bestimmter Materialien verlangsamt werden. Dies liegt daran, dass alle Materialien Wärme auf die eine oder andere Weise übertragen, jedoch nicht mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit der gleichen Leichtigkeit.
Diejenigen, die es schnell und effizient übertragen, werden als Wärmeleiter bezeichnet. Im Gegenteil, diejenigen, die dies langsam und mühsam tun, werden als Wärmeisolatoren (Leitung und Konvektion) oder Barrieren (Strahlung) bezeichnet.
Ein klares Beispiel für Isoliermaterialien sind solche, aus denen eine Thermoskanne besteht, die es ermöglicht, eine heiße oder kalte Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum zu halten, indem sie ihren Wärmeaustausch mit der Umgebung.
Maßeinheiten der Wärmeübertragung
Laut ihm Internationales Maßsystem, das Leitfähigkeit eines Körpers wird in Joule (J) ausgedrückt, wie für Arbeit und das Energie. Es gibt jedoch andere häufig verwendete Einheiten zur Messung der Wärmeübertragung:
- Kilokalorien (Kcal). EIN Kalorie ist definiert als die Wärmemenge, die erforderlich ist, um in a Grad Celsius die Temperatur von einem Gramm Wasser. Es ist ein Maß, das häufig in der Ernährung verwendet wird, um die chemische Energie in Lebensmitteln enthalten. Eine Kilokalorie entspricht 1000 Kalorien.
- BTU (aus dem Englischen Britische Wärmeeinheit oder britische Wärmeeinheit). Es ist definiert als die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Pfund Wasser um ein Grad Fahrenheit zu erhöhen, was 252 Kalorien entspricht. Dieses Maß wird häufig in englischsprachigen Ländern verwendet, hauptsächlich im Vereinigten Königreich und in den Vereinigten Staaten.