異なる温度の2つの物体で発生する熱伝達プロセスを研究すると、 私たちは、伝導、照射、および 対流。 ただし、このタイプの調査を行う場合、ある物体から別の物体に伝達される熱量の値を決定することには関心がありません。 次に、伝導および照射プロセスに含まれる熱量を計算する方法を学習します。
運転
2つの物体間の熱流
温度Tが異なる2つの物体を考えてみましょう1 およびT2、Tであること2> T1. これらの2つの物体を、断面が均一で長さがLの金属棒と結合すると、大きい方の物体の熱伝導が発生します。 最も低い温度のボディの温度。ΔQは、次の特定の範囲でバーを通過する熱量であると判断します。 時間t。 熱量と時間間隔の間の商はと呼ばれます 熱流、 これはギリシャ文字のfi（Φ）で表され、数学的には次のように書くことができます。
2つの物体をつなぐ金属棒が絶縁体で囲まれている場合、一定時間後にこの棒が次のような状況に達することが確認されます。 定常状態、これは、バーの任意の点で同じ熱流束を持つことを特徴としています。 この事実の結果として、バーはバー全体で一定の温度に達し、時間とともに変化しません。
実験的に、熱流束が次のとおりであることを確認することができます。
•2つのボディを結合するバーのセクションの面積に正比例します。
•2つの物体間の温度差に正比例します。
•ボディを結合するバーの長さに反比例します。
これらの3つのチェックを結合し、比例定数を導入すると、次の数式を記述できます。
ここで、Kはバーを構成する材料の一定の特性であり、 熱伝導率. この定数の値が大きいほど、バーが伝導する熱流が大きくなります。
放射線
伝導と対流による熱伝達には、それが発生するための材料媒体の存在が必要であることがわかっています。 放射線プロセスでは、逆のことが起こります。つまり、このプロセスには、 たとえば、太陽と太陽の間の熱伝達のように、2つの物体間の熱伝達が発生します。 地球。
一般的に言えば、ガラスが特定の量の放射エネルギー、たとえば太陽からの放射を受け取ると、体はこの放射の一部を吸収し、残りは反射されます。 私たちは、暗い物体が明るい物体よりも多くの放射エネルギーを吸収する能力を持っていることを知っています。
外面に領域Aがあり、その領域から放出されている物体について考えてみます。 電力Pの総放射。これは、単位時間あたりに放射されるエネルギーです。 表面。 次の数学的関係は、物体の放射輝度または放射率（R）と呼ばれます。
R = P / A
そして、国際単位系におけるその単位はW / mです。2.
しかし、20世紀半ば、オーストリアの科学者J. ステファンとL。 ボルツマンは、実験的に、次のような結論に達しました。 物体の放射輝度は、ケルビン単位の温度の4乗に比例します。つまり、R =σTです。4. ここで、σはシュテファン-ボルツマン定数と呼ばれ、SIσ= 5.67 x10で保持されます。-8W / m2K4. これは、実際の物体、つまりすべての放射線を完全に吸収または反射する物体で検証されています。 物体が実数でない場合、Stefan-Baltzmannによって記述された方程式は、放射率と呼ばれる定数によって追加されます。したがって、次のようになります。 R =еσT4. これは シュテファン・ボルツマンの法則 そしてそれを通して、私たちがその温度とその放射率を知っているとき、私たちはどんな体の放射輝度も計算することができます。
マルクス・アウレリオ・ダ・シルバ
ブラジルの学校チーム
サーモロジー - 物理 - ブラジルの学校
ソース： ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/estudo-quantitativo-transferencia-calor.htm