Wärmeleitung oder einfach Wärmeleitung ist ein Wärmeübertragungsprozess, der in Festkörpern stattfindet, aufgrund von a UnterschiedimTemperatur. Beim Autofahren Wärmeenergie wird zwischen den Atome und Moleküle Auf eins solide ohne die Übertragung von Materie, bis der Zustand von thermisches Gleichgewicht.
Dieses Phänomen tritt bei allen Stoffen auf, unabhängig von ihrer Körperlicher Status, Trotz MehrhäufigimFeststoffe. Dies geschieht, weil im Festkörper die feste Position der Atome, die in einem kristallinen Gitter angeordnet sind, begünstigt den Energieaustausch zwischen Atomen aufgrund der Häufigkeit, mit der Kollisionen zwischen diesen auftreten Partikel.
Aussehenebenfalls:Alles, was Sie über Thermologie wissen müssen
Wie entsteht Wärmeleitung?
Der Prozess von FahrenThermal- ist gekennzeichnet durch die Wechselwirkung zwischen Atomen von characterized viele verschiedeneTemperaturen. Wenn wir einen Körper erhitzen, beginnen seine Atome mit größerer Amplitude zu schwingen. Jene mehr bewegte Atome Übertragen Sie einen Teil Ihres kinetische Energie durch Stöße und Schwingungen zu den Nachbaratomen, auf diese Weise verlangsamen sie sich, während die nicht wenigeraufgeregtSiegGeschwindigkeit. Durch diesen Mechanismus wird Wärme allmählich von den höheren Temperaturbereichen zu den niedrigeren Temperaturbereichen übertragen, bis das gesamte System die gleiche Temperatur hat.
UNS Gase, beispielsweise erfolgt die Wärmeübertragung durch Leitung ausschließlich durch Stöße zwischen Atomen. UNS nichtmetallische Feststoffe, erfolgt die Wärmeleitung durch Schwingungen entlang des Kristallgitters des Materials. UNS metallische Feststoffe – die besten Wärmeleiter – die Wärmeleitung erfolgt sowohl durch sich ausbreitende Schwingungen im Kristallgitter als auch durch die chaotische Bewegung freier Elektronen.
Isolatoren und Wärmeleiter
Unterschiedliche Aggregatzustände übertragen Wärme durch unterschiedliche Mechanismen. Die genannten Materialien Dirigenten, sind beispielsweise solche in der Lage, Wärme mit großen Leichtigkeit - ist bei den meisten so Metalle. Die Materialien Isolatoren, Sie sind wiederum diejenigen, die den Wärmedurchgang behindern, wie z Polystyrol, ein Gummi, Das Holz usw.
Hör jetzt nicht auf... Nach der Werbung kommt noch mehr ;)
Unterschiede zwischen Leitung, Konvektion und Strahlung
Fahren, Konvektion und Strahlung sind die drei verschiedenen Ausbreitungsformen der Hitze. Der gemeinsame Punkt zwischen diesen drei Prozessen ist, dass es ein UnterschiedimTemperatur zwischen verschiedenen Körpern oder an verschiedenen Punkten desselben Körpers.
DAS Fahren, wie gesagt, es geschieht durch direkten Kontakt zwischen Molekülen, die beim Aufeinanderprallen übertragen kinetische Energie zu seinen Nachbarmolekülen. Bei dieser Art der Wärmeübertragung ist der Transport egal. Konvektion wiederum findet ausschließlich in Flüssigkeiten statt und neben Fahren, kommt nur in materiellen Mitteln vor. Der Unterschied zwischen Leitung und Konvektion besteht darin, dass bei der Konvektion TransportimPasta durch konvektive Strömungen. DAS Strahlung und der TransferimHitze pro Elektromagnetische WellenDaher kann dieser Wärmeübertragungsprozess im Vakuum stattfinden.
Wärmestrom oder Fouriersches Gesetz
Die Wärmemenge, die jede Sekunde zwischen zwei Punkten innerhalb von Körpern übertragen wird, heißt fließenimHitze. Dieses Konzept bezieht sich darauf, wie schnell Wärme innerhalb eines Körpers übertragen wird. Einige Materialien haben eine große Kapazität für WärmeübertragungDaher sagen wir, dass sie gute Wärmeleiter sind, da sie diese schneller abführen können.
Ö fließenimHitze, die als Funktion einer Konstanten k definiert ist, wird in Watt (W) gemessen, gemäß Internationales Einheitensystem, kann aber auch gemessen werden in Kalorienprozweite. Dieser Energiefluss ist proportional à UnterschiedimTemperatur zwischen zwei Punkten eines Körpers und entspricht der Energiemenge, die in einer Sekunde pro Quadratmeter Oberfläche in Form von Wärme fließt.
DAS Formel zur Berechnung der Wärmeleitung, auch bekannt als Wärmestromformel oder RechtimFourier ist wie folgt:
Φ – Wärmestrom (cal/s oder W)
Q – Hitze (Kalk oder J)
t - Zeitintervalle)
A - Fläche (m² oder cm²)
T2 und T1 – Temperatur der Punkte 1 und 2 (K oder ºC)
k – Wärmeleitfähigkeitskoeffizient (J/s.m. K oder cal/s.cm.ºC)
Ö Wärmeleitfähigkeitskoeffizient (k) bestimmt, ob ein Körper ein guter Wärmeleiter ist oder nicht. Dieser Koeffizient bezieht sich auf eine Vielzahl von Eigenschaften der Materie, wie z Temperatur,ZustandPhysiker,Reinheit,Dichte usw. Die Formel zeigt auch, dass die Wärmemenge Q durch einen Bereich fließen DAS, während einer bestimmten Zeit t, ist proportional zur Temperaturdifferenz (T2 - T1) zwischen den beiden Gesichtern dieser Gegend und auch umgekehrtproportional zur Dicke und, die sie trennt. Beachten Sie das folgende Diagramm, das die Wärmeleitung in einem festen Medium gemäß den dargestellten Größen zeigt:
Übungen zur Wärmeleitung
Frage 1) An einem sonnigen Tag dringt viel Wärme – etwa 180 cal – durch die Scheiben eines 15 Minuten im Freien abgestellten Fahrzeugs. Bestimmen Sie in dieser Situation den Wärmestrom durch die Scheiben dieses Fahrzeugs.
a) 10.000 cal/s
b) 2000 cal/s
c) 50 cal/s
d) 300 cal/s
e) 500 cal/s
Vorlage: Buchstabe b
Auflösung:
Um die Aufgabe zu lösen, berechnen Sie einfach die Wärmemenge, die jede Sekunde durch die Fenster des Fahrzeugs strömt. Uhr:
Laut Berechnung gehen jede Sekunde etwa 2000 Kalorien durch die Fahrzeugscheiben, die richtige Alternative ist also der Buchstabe B.
Frage 2) Prüfen Sie die Alternative, bei der nur Wärmeleitung auftritt:
a) Heißes Wasser wird mit kaltem Wasser vermischt.
b) Papier wird durch Sonnenlicht verbrannt, durch eine Lupe konzentriert.
c) Bügeleisen brennen ein Hemd.
d) Kochen eines Gemüses mit Wasserdampf.
Vorlage: Buchstabe C
Auflösung:
Unter den aufgeführten Verfahren ist der erste eine Konvektionswärmeübertragung; dann haben wir Strahlung im Buchstaben B; Fahren, im Buchstaben C; schließlich, in der letzten Alternative, wieder Konvektion. Daher ist die richtige Alternative der Buchstabe C.
Von M.e Rafael Helerbrock
Physik Lehrer
