thermische geleiding of eenvoudigweg geleiding is een proces van warmteoverdracht dat plaatsvindt in vaste stoffen, vanwege a verschilintemperatuur-. Bij het rijden is de Thermische energie wordt overgedragen tussen de atomen en moleculen op een solide zonder de overdracht van materie, totdat de toestand van thermisch evenwicht.
Dit fenomeen komt voor bij alle stoffen, ongeacht hun fysieke toestand, ondanks meerveel voorkomendinvaste stoffen. Dit gebeurt omdat, in de vaste toestand, de vaste positie van de atomen, die in een kristallijn rooster zijn gerangschikt, bevordert de uitwisseling van energie tussen atomen vanwege de frequentie waarmee botsingen tussen deze plaatsvinden deeltjes.
Kijkenook:Alles wat u moet weten over thermologie
Hoe ontstaat thermische geleiding?
Het proces van het rijdenthermisch wordt gekenmerkt door de interactie tussen atomen van veel verschillendetemperaturen. Wanneer we een lichaam opwarmen, beginnen de atomen met grotere amplitude te oscilleren. Die meer geagiteerde atomen deel van uw. overdragen kinetische energie naar de naburige atomen door botsingen en trillingen, op deze manier vertragen ze, terwijl de niets minderopgewondenwinnensnelheid. Door dit mechanisme wordt warmte geleidelijk overgedragen van de hogere temperatuurgebieden naar de lagere temperatuurgebieden, totdat het hele systeem op dezelfde temperatuur is.
ONS gassenZo vindt warmteoverdracht door geleiding uitsluitend plaats door botsingen tussen atomen. ONS niet-metalen vaste stoffen, vindt thermische geleiding plaats door trillingen langs het kristalrooster van het materiaal. ONS metalen vaste stoffen solid – de beste warmtegeleiders – geleiding vindt zowel plaats door het voortplanten van trillingen in het kristalrooster als door de chaotische beweging van vrije elektronen.
Isolatoren en thermische geleiders
Verschillende toestanden van materie brengen warmte over via verschillende mechanismen. De materialen genaamd geleiders, zijn die bijvoorbeeld in staat om warmte met grote gemak - is het geval met de meeste metalen. De materialen isolatoren, op hun beurt zijn zij degenen die de doorgang van warmte belemmeren, zoals de polystyreen, een rubber, De hout enz.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Verschillen tussen geleiding, convectie en straling
Het rijden, convectie en straling zijn de drie verschillende vormen van voortplanting van de warmte. Het gemeenschappelijke punt tussen deze drie processen is dat er een verschilintemperatuur- tussen verschillende lichamen of op verschillende punten op hetzelfde lichaam.
DE het rijden, zoals gezegd, het gebeurt door direct contact tussen moleculen, die, wanneer ze botsen, overgaan kinetische energie naar zijn naburige moleculen. Bij dit type warmteoverdracht is er geen sprake van transport. Convectie komt op zijn beurt uitsluitend voor in vloeistoffen en ook in het rijden, komt alleen voor in materiële middelen. Het verschil tussen geleiding en convectie is dat er bij convectie zijn: vervoer-inpasta door convectiestromen. DE straling en de overdrachtinwarmte per elektromagnetische golvenDaarom kan dit warmteoverdrachtsproces plaatsvinden in een vacuüm.
Warmteflux of de wet van Fourier
De hoeveelheid warmte die wordt overgedragen tussen twee punten in het lichaam, elke seconde, wordt genoemd stromeninwarmte. Dit concept heeft betrekking op hoe snel warmte wordt overgedragen in een lichaam. Sommige materialen hebben een grote capaciteit voor: warmteoverdrachtdaarom zeggen we dat ze goede warmtegeleiders zijn, omdat ze deze sneller kunnen afvoeren.
O stromeninwarmte, die is gedefinieerd als een functie van een constante k, wordt gemeten in watt (W), volgens de Internationaal systeem van eenheden Unit, maar het kan ook worden gemeten in calorieënpertweede. Deze energiestroom is proportioneel à verschilintemperatuur- tussen twee punten van een lichaam en komt overeen met de hoeveelheid energie die in de vorm van warmte naar elke vierkante meter oppervlak stroomt gedurende een periode van één seconde.
DE formule gebruikt om thermische geleiding te berekenen, ook bekend als: warmteflux formule: of WetinFourier is als volgt:
Φ – warmteflux (cal/s of W)
Vraag – warmte (limoen of J)
t - tijd-intervallen)
A - oppervlakte (m² of cm²)
T2 en T1 – temperatuur van punten 1 en 2 (K of ºC)
k – thermische geleidbaarheidscoëfficiënt (J/s.m. K of cal/s.cm.ºC)
O thermische geleidbaarheidscoëfficiënt (k) bepaalt of een lichaam al dan niet een goede warmtegeleider is. Deze coëfficiënt heeft betrekking op een groot aantal eigenschappen van materie, zoals de temperatuur,staatnatuurkundige,puurheid,dichtheid enz. De formule laat ook zien dat de hoeveelheid warmte Vraag door een gebied stromen DE, gedurende een bepaalde periode t, is evenredig met het temperatuurverschil (T2 - T1) tussen de twee gezichten van dit gebied en ook omgekeerdproportioneel tot dikte en, die hen scheidt. Neem het volgende diagram in acht, dat de thermische geleiding in een vast medium weergeeft, volgens de gepresenteerde variabelen:
Oefeningen op thermische geleiding
Vraag 1) Op een zonnige dag gaat er een grote hoeveelheid warmte – zo’n 180 cal – door de ramen van een voertuig dat een kwartier buiten heeft gestaan. Bepaal in deze situatie de warmtestroom door de ramen van dit voertuig.
a) 10.000 cal/s
b) 2000 cal/s
c) 50 cal/s
d) 300 cal/s
e) 500 cal/s
Sjabloon: Letter B
Resolutie:
Om de oefening op te lossen, berekent u eenvoudig de hoeveelheid warmte die elke seconde door de ramen van het voertuig gaat. Kijk maar:
Volgens de berekening gaan er elke seconde ongeveer 2000 calorieën door de autoruiten, dus het juiste alternatief is de letter B.
Vraag 2) Controleer het alternatief waar alleen warmtegeleiding optreedt:
a) Heet water wordt gemengd met koud water.
b) Papier wordt verbrand door zonlicht, geconcentreerd door een vergrootglas.
c) Strijk het verbranden van een overhemd.
d) Waterdamp koken van een groente.
Sjabloon: Letter C
Resolutie:
Van de genoemde processen is de eerste een convectiewarmteoverdracht; dan hebben we straling, in de letter B; rijden, in de letter C; tenslotte, in het laatste alternatief, opnieuw convectie. Daarom is het juiste alternatief de letter C.
Door Me Rafael Helerbrock
Natuurkunde leraar
