conducerea termică sau pur și simplu conducerea este un proces de transfer de căldură care are loc în interiorul solidelor, datorită unui diferențăîntemperatura. La conducere, Energie termală este transferat între atomi și molecule pe unu solid fără transferul materiei, până la starea de echilibru termic.
Acest fenomen apare la toate substanțele, indiferent de acestea starea fizică, în ciuda Mai multfrecventînsolide. Acest lucru se întâmplă deoarece, în stare solidă, poziția fixă a atomilor, care sunt aranjați într-o rețea cristalină, favorizează schimbul de energie între atomi datorită frecvenței la care apar coliziuni între aceștia particule.
Uitede asemenea:Tot ce trebuie să știți despre Termologie
Cum se produce conducerea termică?
Procesul de conduceretermic se caracterizează prin interacțiunea dintre atomii de multe diferitetemperaturile. Când încălzim un corp, atomii lui încep să oscileze cu o amplitudine mai mare. Acestea atomi mai agitați transfera o parte din energie kinetică către atomii vecini prin coliziuni și vibrații, în acest fel încetinesc, în timp ce nimic mai puținagitatvictorieviteză. Prin acest mecanism, căldura este transferată treptat din regiunile cu temperatură mai înaltă către regiunile cu temperatură mai scăzută, până când întregul sistem se află la aceeași temperatură.
S.U.A. gaze, de exemplu, transferul de căldură prin conducție are loc exclusiv prin coliziuni între atomi. S.U.A. solide nemetalice, conducerea termică are loc prin vibrații de-a lungul rețelei de cristal a materialului. S.U.A. solide metalice - cei mai buni conductori de căldură - conducerea are loc atât prin propagarea vibrațiilor în rețeaua cristalină, cât și prin mișcarea haotică a electronilor liberi.
Izolatori și conductori termici
Diferite stări ale materiei transmit căldura prin diferite mecanisme. Materialele numite dirijori, de exemplu, sunt cele capabile să transfere căldură cu mari usurinta - este cazul celor mai mulți metale. Materialele izolatori, la rândul lor, acestea sunt cele care împiedică trecerea căldurii, cum ar fi polistiren, A cauciuc, lemn etc.
Diferențe între conducere, convecție și radiații
Conducere, convecție și radiații sunt cele trei forme diferite de propagare a căldură. Punctul comun dintre aceste trei procese este că trebuie să existe un diferențăîntemperatura între diferite corpuri sau în diferite puncte ale aceluiași corp.
THE conducere, așa cum s-a spus, apare prin contact direct între molecule, care, atunci când se ciocnesc, se transferă energie kinetică la moleculele sale vecine. În acest tip de transfer de căldură, nu există transport de materie. La rândul său, convecția are loc exclusiv în fluide și, la fel ca și în conducere, apare doar în mijloace materiale. Diferența dintre conducere și convecție este că, în convecție, există transportînPaste prin curenți convectivi. THE radiații si transferîncăldură pe undele electromagneticePrin urmare, acest proces de transfer de căldură poate avea loc în vid.
Fluxul de căldură sau legea lui Fourier
Se numește cantitatea de căldură care este transferată între două puncte din interiorul corpurilor, în fiecare secundă curgereîncăldură. Acest concept se referă la cât de rapid este transferată căldura în interiorul unui corp. Unele materiale au o capacitate mare pentru transfer de căldură, prin urmare, spunem că sunt buni conductori ai căldurii, deoarece sunt capabili să o disipeze mai repede.
O curgereîncăldură, care este definită ca o funcție a unei constante k, este măsurată în wați (W), conform Sistemul internațional de unități, dar poate fi măsurat și în caloriipeal doilea. Acest flux de energie este proporţional à diferențăîntemperatura între două puncte ale unui corp și corespunde cantității de energie care curge, sub formă de căldură, către fiecare metru pătrat de suprafață, în perioada de timp de o secundă.
THE formulă folosit pentru a calcula conducția termică, cunoscut și sub numele de formula fluxului de căldură sau LegeînFourier este după cum urmează:
Φ - flux de căldură (cal / s sau W)
Î - căldură (var sau J)
t - interval de timp
A - suprafață (m² sau cm²)
T2 Si t1 - temperatura punctelor 1 și 2 (K sau ºC)
k - coeficientul de conductivitate termică (J / s.m. K sau cal / s.cm.ºC)
O coeficient de conductivitate termică (k) determină dacă un corp este sau nu un bun conductor de căldură. Acest coeficient se referă la un număr mare de proprietăți ale materiei, cum ar fi temperatura,statfizician,puritate,densitate etc. De asemenea, formula arată că cantitatea de căldură Î care curge printr-o zonă THE, pe o perioadă de timp t, este proporțional cu diferența de temperatură (T2 - T1) între cele două fețe ale acestei zone și, de asemenea inversproporţional la grosime și, care le desparte. Observați următoarea diagramă, care arată conducerea termică într-un mediu solid, conform variabilelor prezentate:
Exerciții de conducere termică
Intrebarea 1) În timpul unei zile însorite, o cantitate mare de căldură - în jur de 180 cal - trece prin geamurile unui vehicul care a fost parcat în aer liber pentru o perioadă de 15 minute. Determinați fluxul de căldură prin geamurile acestui vehicul în această situație.
a) 10.000 cal / s
b) 2000 cal / s
c) 50 cal / s
d) 300 cal / s
e) 500 cal / s
Șablon: Litera B
Rezoluţie:
Pentru a rezolva exercițiul, calculați pur și simplu cantitatea de căldură care trece prin geamurile vehiculului în fiecare secundă. Ceas:
Conform calculului, aproximativ 2000 de calorii trec prin geamurile vehiculului în fiecare secundă, deci alternativa corectă este litera B.
Intrebarea 2) Verificați alternativa în cazul în care are loc doar conducerea căldurii:
a) Apa fierbinte fiind amestecată cu apă rece.
b) Hârtia arsă de lumina soarelui, concentrată de o lupă.
c) Fierul arde o cămașă.
d) Vapor de apă care gătește o legumă.
Șablon: Litera C
Rezoluţie:
Printre procesele enumerate, primul este transferul de căldură prin convecție; atunci avem radiații, în litera B; conducere, în litera C; în cele din urmă, în ultima alternativă, convecția din nou. Prin urmare, alternativa corectă este litera C.
De M.e Rafael Helerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm