Kui uurisime soojusülekannet juhtivuse abil, nägime, et see soojusülekande protsess toimub läbi kogu materjali energia vahetuse kaudu läheduses olevate osakeste, see tähendab osakeste vahel külgnev. Juhtimismehhanism tekib siis, kui kõrgemal temperatuuril olevad molekulid või aatomid viivad osa energiast lähedalasuvate madalama energiaga molekulide või aatomite kätte. Seega ütleme, et energia kandub kõrge temperatuuriga piirkonnast madala temperatuuriga piirkonda. Soojusjuhtivuse eesmärk on materjali termiline tasakaal.
Nüüd tutvustame seadet, mis reguleerib soojusjuhtivust, tuntud ka kui Fourieri seadus. See on nime saanud teadlase järgi, kes uuris üksikasjalikult soojusülekannet juhtivuse abil.
Ülaltoodud joonisel on metallvarda ühendatud kahe anumaga, millest üks sisaldab keeva vett ja teine vee ja jää segu. Jooniselt näeme, et riba on külgsuunas isoleeritud.
Joseph Fourieril õnnestus katsete abil täheldada, et temperatuur varieerub kogu baaris lineaarselt, see tähendab ühest otsast teise. Seetõttu soojusvoog
kogu riba on proportsionaalne riba jaotise A pindala ja temperatuuride erinevusega, ΔT = Tf - Ti, kahe otsa vahel; ja pöördvõrdeline varda pikkusega L. Vaadake allolevat joonist:
Ärge lõpetage kohe... Pärast reklaami on veel rohkem;)
Me võime matemaatiliselt määratleda, et soojusvoog pole midagi muud kui soojuse jagatis Q edastatakse temperatuurivahemikus ühelt näolt teisele. Soojusvoo määratleb:
Analüütiliselt võib Fourieri seadust ehk soojusjuhtivuse seadust väljendada järgmiselt:
Ülaltoodud võrrandis k on materjalist sõltuv konstant ja seda nimetatakse soojusjuhtivus materjalist. Selle koefitsiendi väärtus on heade soojusjuhtide jaoks kõrge; ja halbade juhtide jaoks madal, tuntud kui soojusisolaatorid.
Autor Domitiano Marques
Lõpetanud füüsika
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Fourieri seadus"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-fourier.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
