värmeledning eller helt enkelt ledning är en värmeöverföringsprocess som sker inuti fasta ämnen på grund av a skillnaditemperatur. I körning, Värmeenergi överförs mellan atomer och molekyler på ett fast utan överföring av materia, tills villkoret för termisk jämvikt.
Detta fenomen förekommer i alla ämnen, oavsett deras fysiskt tillstånd, trots Merfrekventifasta ämnen. Detta händer för att i fast tillstånd är den fasta positionen för atomerna, vilka är ordnade i ett kristallint galler, gynnar utbytet av energi mellan atomer på grund av frekvensen vid vilken kollisioner inträffar mellan dessa partiklar.
Seockså:Allt du behöver veta om termologi
Hur sker termisk ledning?
Processen körningtermisk kännetecknas av växelverkan mellan atomer av många olikatemperaturer. När vi värmer upp en kropp börjar dess atomer svänga med större amplitud. De där mer upprörda atomer överföra en del av din rörelseenergi till angränsande atomer genom kollisioner och vibrationer, på detta sätt saktar de ner medan något mindre upprördvinnahastighet. Genom denna mekanism överförs värme gradvis från områden med högre temperatur mot regioner med lägre temperatur tills hela systemet har samma temperatur.
USA gaserexempelvis sker värmeöverföring genom ledning uteslutande genom kollisioner mellan atomer. USA icke-metalliska fasta ämnen, sker termisk ledning genom vibrationer längs materialets kristallgitter. USA metalliska fasta ämnen - de bästa värmeledarna - ledning sker både genom att sprida sig vibrationer i kristallgitteret och genom den kaotiska rörelsen hos fria elektroner.
Isolatorer och värmeledare
Olika tillståndstillstånd överför värme genom olika mekanismer. De material som kallas ledare, till exempel är de som kan överföra värme med stora lätthet - är fallet med de flesta metaller. Materialen isolatorer, i sin tur är de de som hindrar passage av värme, som t.ex. polystyren, a sudd, De trä etc.
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Skillnader mellan ledning, konvektion och strålning
Körning, konvektion och strålning är de tre olika formerna av förökning av värme. Den gemensamma punkten mellan dessa tre processer är att det måste finnas en skillnaditemperatur mellan olika kroppar eller vid olika punkter på samma kropp.
DE körning, som sagt sker det genom direktkontakt mellan molekyler, som, när de kolliderar, överförs rörelseenergi till dess närliggande molekyler. I denna typ av värmeöverföring finns ingen transport. Konvektion sker i sin tur uteslutande i vätskor och, liksom i körning, förekommer endast i materiella medel. Skillnaden mellan ledning och konvektion är att det finns det i konvektion transportipasta genom konvektiva strömmar. DE strålning och den överföraivärme per elektromagnetiska vågorDärför kan denna värmeöverföringsprocess äga rum i vakuum.
Värmeflöde eller Fouriers lag
Mängden värme som överförs mellan två punkter inuti kroppar, varje sekund, kallas flödeivärme. Detta koncept gäller hur snabbt värme överförs in i en kropp. Vissa material har stor kapacitet för värmeöverföringdärför säger vi att de är bra värmeledare, eftersom de kan sprida det snabbare.
O flödeivärme, som definieras som en funktion av en konstant k, mäts i watt (W), enligt Internationella systemet för enheter, men det kan också mätas i kalorierperandra. Detta energiflöde är proportionell à skillnaditemperatur mellan två punkter i en kropp och motsvarar mängden energi som strömmar i form av värme till varje kvadratmeter yta under en sekund.
DE formel används för att beräkna värmeledning, även känd som värmeflödesformel eller LagiFourier enligt följande:
Φ - värmeflöde (cal / s eller W)
F - värme (kalk eller J)
t - tidsintervall (er)
A - yta (m² eller cm²)
T2 och t1 - temperaturen för punkterna 1 och 2 (K eller ºC)
k - värmekonduktivitetskoefficient (J / s.m. K eller cal / s.cm.ºC)
O värmekonduktivitetskoefficient (k) avgör om en kropp är en bra värmeledare eller inte. Denna koefficient avser ett stort antal egenskaper hos materia, såsom temperatur,statfysiker,renhet,densitet etc. Formeln visar också att mängden värme F flyter genom ett område DE, under en tidsperiod t, är proportionell mot temperaturskillnaden (T2 - T1) mellan de två ytorna på detta område och också omväntproportionell till tjocklek och, som skiljer dem åt. Följ följande diagram, som visar värmeledningen i ett fast medium, enligt de presenterade variablerna:
Övningar på värmeledning
Fråga 1) Under en solig dag passerar en stor mängd värme - cirka 180 cal - genom fönstren på ett fordon som har parkerat utomhus under en period av 15 minuter. Bestäm värmeflödet genom fordonets fönster i denna situation.
a) 10 000 kal / s
b) 2000 kal / s
c) 50 kal / s
d) 300 kal / s
e) 500 kal / s
Mall: Bokstaven B
Upplösning:
För att lösa övningen beräknar du helt enkelt mängden värme som passerar genom fordonets fönster varje sekund. Kolla på:
Enligt beräkningen passerar cirka 2000 kalorier genom bilrutorna varje sekund, så det rätta alternativet är bokstaven B.
Fråga 2) Kontrollera alternativet där värmeledning endast sker:
a) Varmvatten blandas med kallt vatten.
b) Papper som bränns av solljus, koncentrerat av ett förstoringsglas.
c) Järn som bränner en skjorta.
d) Vattenånga tillagning av en grönsak.
Mall: Bokstaven C
Upplösning:
Bland de angivna processerna är den första en konvektionsvärmeöverföring; då har vi strålning, i bokstaven B; körning, i bokstaven C; äntligen, i det sista alternativet, konvektion igen. Därför är det rätta alternativet bokstaven C.
Av Rafael Helerbrock
Fysiklärare
