- Wat is warmteoverdracht?
- Het rijden
- Convectie
- straling
- Isolatoren en stralingsbarrières
- Meeteenheden voor warmteoverdracht
We leggen uit wat warmteoverdracht is en hoe deze plaatsvindt door geleiding, convectie en straling. Daarnaast isolatoren en maatregelen.
Warmte wordt altijd overgedragen van systemen met een hogere naar een lagere temperatuur.Wat is warmteoverdracht?
Het wordt warmteoverdracht, warmteoverdracht of warmteoverdracht genoemd. warmte naar defysiek fenomeen die bestaat uit de overdracht van warmte-energie van het ene medium naar het andere.
Dit gebeurt wanneer tweesystemen die zijn op verschillendetemperaturen worden met elkaar in contact gebracht, waardoor de energiestroom van het punt met de hoogste temperatuur naar de laagste kan stromen, totdat eenthermisch evenwicht, waarin de temperaturen worden vereffend.
Het proces van warmteoverdracht is niet te stoppen (het kan niet worden gestopt), hoewel het kan worden vertraagd (het kan worden vertraagd), met behulp van staven en isolatoren. Maar zolang er een verschil in warmte is in de universum, zal de warmte de neiging hebben om via de beschikbare media over te dragen. Afhankelijk daarvan kan deze overdracht in drie modi plaatsvinden: geleiding, convectie en straling.
Het rijden
Warmtegeleiding wordt vaak gebruikt voor het koken van voedsel.Geleiding wordt de overdracht van warmte genoemd door het directe contact van de deeltjes van het ene materiaal met die van een ander, zonder dat er materie tussen de lichamen wordt overgedragen. Komt in totaal voor aggregatie staten: stevig, vloeistof of gasvormig, hoewel in de laatste twee convectie meestal de voorkeur heeft.
De hoeveelheid warmte die door geleiding wordt overgedragen, wordt bepaald door de wet van Fourier, volgens welke de snelheid van warmteoverdracht door een lichaam evenredig is met de temperatuurgradiënt die erin bestaat.
Een eenvoudig voorbeeld zien we bij een elektrisch fornuis: de brander wordt verwarmd door het effect van elektrische weerstanden en die warmte wordt door geleiding overgedragen op de pan die we erop zetten en de pan zal op zijn beurt hetzelfde doen met de voedsel wat gaan we koken.
Het gebeurt ook wanneer we per ongeluk de hete pan met onze hand aanraken: de warmte zal bij contact op onze huid worden overgedragen en een brandwond veroorzaken.
Convectie
Convectie is vergelijkbaar met geleiding, behalve dat het optreedt in gevallen waarin een vloeistof warmte ontvangt en beweegt om deze door te geven in een ruimte waar deze zich bevindt. Convectie is het transport van warmte door middel van beweging van een vloeistof, of deze nu gasvormig of vloeibaar is.
Deze overdracht vindt plaats in de termen die zijn uiteengezet door de wet van afkoeling van Newton, die stelt dat een lichaam zijn warmte verliest met een snelheid die evenredig is aan het temperatuurverschil tussen het lichaam en zijn omgeving.
Een duidelijk voorbeeld hiervan doet zich voor wanneer we water in een container verwarmen. De warmte die door geleiding van de container naar de vloeistof wordt overgedragen, zal de delen die er direct mee in contact staan, verwarmen, die zullen stijgen en andere koude delen van de vloeistof zullen dwingen hun plaats in te nemen, waardoor de container gelijkmatig wordt verwarmd. Water.
straling
Het laatste type warmteoverdracht is ook de enige die kan plaatsvinden in afwezigheid van contact en dus ook van een fysiek medium, dat wil zeggen in een vacuüm.
Dit komt omdat de oorsprong ligt in de thermische beweging van de deeltjes geladen met dematerie, die de emissie van elektromagnetische deeltjes veroorzaakt, dat wil zeggen van thermische straling, waarvan de intensiteit afhankelijk is van de temperatuur en de lengte golfvorm van de beschouwde straling.
Over het algemeen zenden lichamen in deze situatie ultraviolette straling uit, maar vanaf bepaalde temperaturen kunnen ze straling uitzenden in het zichtbare spectrum, dat wil zeggen, licht. De hoeveelheid warmte die op deze manier wordt uitgestraald, kan worden bepaald door de wet van Stefan-Boltzmann.
Elke dag zien we het beste voorbeeld van warmtestraling: de zon. Ondanks dat het 149,6 miljoen kilometer verwijderd is van onze planeet, is de temperatuur van de zon zo hoog dat hij enorme hoeveelheden licht en warmte de ruimte in straalt.
Beide dingen bereiken de landoppervlak en ze houden het warm en verlicht, met golflengten variërend van ultraviolet tot infrarood, die duidelijk door het hele zichtbare spectrum gaan.
Isolatoren en stralingsbarrières
Zoals gezegd is de warmteoverdracht niet te voorkomen, maar wel te vertragen door het gebruik van bepaalde en bepaalde materialen. Dit komt omdat alle materialen warmte op de een of andere manier overdragen, maar niet met hetzelfde tempo of met hetzelfde gemak.
Degenen die het snel en efficiënt verzenden, worden thermische geleiders genoemd. Integendeel, degenen die het langzaam en moeizaam doen, worden thermische isolatoren (geleiding en convectie) of barrières (straling) genoemd.
Een duidelijk voorbeeld van isolatiematerialen zijn die waaruit een thermoskan bestaat, waarmee een warme of koude vloeistof voor een langere periode kan worden bewaard door de warmte-uitwisseling met de omgeving.
Meeteenheden voor warmteoverdracht
Volgens hem Internationaal systeem van metingen, de geleidbaarheid van een lichaam wordt uitgedrukt in joules (J), zoals voor de functie en de Energie. Er zijn echter andere veelgebruikte eenheden om warmteoverdracht te meten:
- Kilocalorieën (Kcal). EEN calorie wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om in een graden Celsius de temperatuur van een gram water. Het is een maatstaf die vaak in voeding wordt gebruikt om de chemische energie in voedsel zit. Een kilocalorie is gelijk aan 1000 calorieën.
- BTU (uit het Engels Britse Warmte-eenheid of Britse thermische eenheid). Het wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één pond water met één graad Fahrenheit te verhogen, wat overeenkomt met 252 calorieën. Deze maatstaf wordt veel gebruikt in Engelstalige landen, met name het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten.