toplotna prevodnost ali preprosto prevodnost je postopek prenosa toplote, ki se pojavi znotraj trdnih snovi zaradi a Razlikavtemperatura. V vožnji je Termalna energija se prenese med atomi in molekul na enem trdna brez prenosa snovi, dokler ni pogoj toplotno ravnovesje.
Ta pojav se pojavlja v vseh snoveh, ne glede na njihovo fizično stanje, Kljub večpogostivtrdne snovi. To se zgodi, ker so v trdnem stanju fiksni položaj atomov, ki so razporejeni v kristalni rešetki, daje prednost izmenjavi energije med atomi zaradi pogostosti trkov med njimi delcev.
Poglejtudi:Vse, kar morate vedeti o termologiji
Kako pride do toplotne prevodnosti?
Proces vožnjatoplotno je značilna interakcija med atomi veliko različnihtemperature. Ko telo segrejemo, začnejo njegovi atomi nihati z večjo amplitudo. Tisti bolj vznemirjeni atomi prenesete del svojega kinetična energija na sosednje atome s trki in vibracijami na ta način upočasnijo, medtem ko nič manjvznemirjenzmagahitrost. S tem mehanizmom se toplota postopoma prenaša iz regij z višjo temperaturo v območja z nižjo temperaturo, dokler celotni sistem ne doseže enake temperature.
ZDA plinina primer prenos toplote s prevodnostjo poteka izključno zaradi trkov med atomi. ZDA nekovinske trdne snovi, toplotna prevodnost poteka skozi vibracije vzdolž kristalne rešetke materiala. ZDA kovinske trdne snovi - najboljši toplotni vodniki - prevodnost nastane tako s širjenjem vibracij v kristalni rešetki kot z kaotičnim gibanjem prostih elektronov.
Izolatorji in toplotni vodniki
Različna stanja snovi prenašajo toploto z različnimi mehanizmi. Klicani materiali vodniki, na primer, ali so sposobni prenašati toploto z velikimi lahkotnost - je primer z večino kovin. Materiali izolatorji, po drugi strani pa so tisti, ki ovirajo prehod toplote, kot je polistiren, a guma, The les itd.
Razlike med prevodnostjo, konvekcijo in sevanjem
Vožnja, konvekcija in sevanje so tri različne oblike razmnoževanja toplota. Skupna točka teh treh procesov je, da mora obstajati Razlikavtemperatura med različnimi telesi ali na različnih točkah istega telesa.
THE vožnja, kot rečeno, pride do neposrednega stika med molekulami, ki se ob trku prenesejo kinetična energija na sosednje molekule. Pri tej vrsti prenosa toplote ni prenosa snovi. Konvekcija pa se pojavlja izključno v tekočinah in tudi v njih vožnja, se pojavlja le v materialnih sredstvih. Razlika med prevodnostjo in konvekcijo je v tem, da pri konvekciji obstajajo prevozvtestenine s konvektivnimi tokovi. THE sevanje in prenosvtoplota na elektromagnetnih valovZato lahko ta postopek prenosa toplote poteka v vakuumu.
Toplotni tok ali Fourierjev zakon
Kliče se količina toplote, ki se vsako sekundo prenaša med dvema točkama znotraj teles pretokvtoplota. Ta koncept zadeva, kako hitro se toplota prenese v telo. Nekateri materiali imajo veliko sposobnost prenos toplotezato pravimo, da so dobri prevodniki toplote, saj jo lahko hitreje odvajajo.
O pretokvtoplota, ki je opredeljena kot funkcija konstante k, se meri v vatih (W) v skladu z Mednarodni sistem enot, lahko pa ga izmerimo tudi v kalorijnadrugič. Ta pretok energije je sorazmerno à Razlikavtemperatura med dvema točkama telesa in ustreza količini energije, ki v obliki toplote teče na vsak kvadratni meter površine v času ene sekunde.
THE formula uporablja se za izračun toplotne prevodnosti, znane tudi kot formula toplotnega toka ali PravovFourier kot sledi:
Φ - toplotni tok (kal / s ali W)
V - toplota (apno ali J)
t - časovni interval (-i)
A - površina (m² ali cm²)
T2 in T1 - temperatura točk 1 in 2 (K ali ºC)
k - koeficient toplotne prevodnosti (J / s.m. K ali kal / s.cm.ºC)
O koeficient toplotne prevodnosti (k) določa, ali je telo dober prevodnik toplote ali ne. Ta koeficient se nanaša na veliko število lastnosti snovi, kot je temperatura,državafizik,čistost,gostoto itd. Tudi formula kaže, da je količina toplote V teče skozi območje THE, v določenem časovnem obdobju t, je sorazmeren temperaturni razliki (T2 - T1) med obema površinama tega območja in tudi obratnosorazmerno do debeline in, ki jih ločuje. Upoštevajte naslednji diagram, ki prikazuje toplotno prevodnost v trdnem mediju glede na predstavljene spremenljivke:
Vaje za toplotno prevodnost
Vprašanje 1) V sončnem dnevu skozi okna vozila, ki je bilo 15 minut parkirano na prostem, prehaja velika količina toplote - približno 180 kal. V tej situaciji določite pretok toplote skozi okna tega vozila.
a) 10.000 kal / s
b) 2000 kal / s
c) 50 kal / s
d) 300 kal / s
e) 500 kal / s
Predloga: Črka B
Resolucija:
Za rešitev vaje preprosto izračunajte količino toplote, ki vsako sekundo prehaja skozi okna vozila. Pazi:
Po izračunu skozi okna vozila vsako sekundo preide približno 2000 kalorij, zato je pravilna alternativa črka B.
Vprašanje 2) Preverite možnost, kjer pride samo do prevodnosti toplote:
a) Vroča voda se meša s hladno vodo.
b) Papir, ki ga opeče sončna svetloba, zgoščena s povečevalnim steklom.
c) Železo, ki gori majico.
d) Vodna para za kuhanje zelenjave.
Predloga: Črka C
Resolucija:
Med naštetimi postopki je prvi konvekcijski prenos toplote; potem imamo sevanje, v črki B; vožnja, s črko C; končno, v zadnji možnosti, spet konvekcija. Zato je pravilna alternativa črka C.
Avtor M.e Rafael Helerbrock
Učitelj fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-termica.htm