İletim yoluyla ısı geçişini incelediğimizde, bu ısı geçiş sürecinin gerçekleştiğini gördük. yakın parçacıklar arasındaki, yani parçacıklar arasındaki enerji alışverişi yoluyla tüm malzeme aracılığıyla bitişik. İletim mekanizması, daha yüksek sıcaklıktaki moleküller veya atomlar, enerjinin bir kısmını yakındaki moleküllere veya daha düşük enerjili atomlara aktardığında ortaya çıkar. Böylece, enerjinin yüksek sıcaklık bölgesinden düşük sıcaklık bölgesine aktarıldığını söylüyoruz. Termal iletim, malzemenin termal dengesini amaçlar.
Şimdi, Fourier yasası olarak da bilinen termal iletimi yöneten yasayı sunacağız. Adını, ısının iletim yoluyla iletimini ilk kez ayrıntılı olarak inceleyen bilim adamından almıştır.
Yukarıdaki şekilde, biri kaynar su ve diğeri su ve buz karışımı içeren iki kaba bağlı metal bir çubuk var. Şekilden, çubuğun yanal olarak izole edildiğini görüyoruz.
Joseph Fourier, deneyler yoluyla, sıcaklığın çubuk boyunca doğrusal olarak, yani bir uçtan diğerine değiştiğini gözlemlemeyi başardı. Bu nedenle ısı akışı
çubuğun karşısında, çubuğun A bölümünün alanı ve sıcaklık farkı ile orantılıdır, ΔT = Tf -Tben, iki uç arasında; ve çubuğun uzunluğu L ile ters orantılıdır. Aşağıdaki şekle bakın:
Isı akışının ısı bölümünden başka bir şey olmadığını matematiksel olarak tanımlayabiliriz. S bir sıcaklık aralığında bir yüzden diğerine iletilir. Böylece ısı akısı şu şekilde tanımlanır:
Analitik olarak, Fourier yasası veya termal iletim yasası şu şekilde ifade edilebilir:
Yukarıdaki denklemde, k malzemeye bağlı bir sabittir ve denir termal iletkenlik malzeme. İyi ısı iletkenleri için bu katsayının değeri yüksektir; ve termal yalıtkanlar olarak bilinen kötü iletkenler için düşük.
Domitiano Marques tarafından
Fizik Mezunu