Mengemudi perpindahan panas (dengan contoh)

Itu Mengemudi perpindahan panas Ini terdiri dari bagian atau aliran energi antara dua badan pada suhu yang berbeda, ketika mereka bersentuhan. Panas mengalir dari terpanas ke yang paling dingin, sampai keduanya berada pada suhu yang sama. Kemudian dikatakan bahwa sistem mencapai keseimbangan termal.

Ini adalah mekanisme transmisi panas yang sering dalam padatan, meskipun juga terjadi di dalam bintang -bintang yang biasanya gas. Namun, inti bintang -bintang canggih dalam evolusi mereka cukup padat untuk membuat mekanisme ini signifikan.

[TOC]

Mekanisme mengemudi kalori

Menggerakkan perpindahan panas terjadi melalui pertukaran energi antara molekul, atom dan elektron. Sementara pertukaran terjadi, partikel energi terbanyak memberikan bagian dari energi mereka untuk energi paling sedikit melalui tabrakan yang terjadi di antara mereka.

Panas ditransfer dengan makanan ke makanan di wajan, juga mangga peralatan dilindungi dengan bahan isolasi untuk menghindari luka bakar

Misalnya, dalam panci yang akan dibakar, semua partikel material berosilasi dengan amplitudo tertentu. Api memanaskan yang lebih dekat, dan ini mulai bergetar lebih cepat, meningkatkan luasnya osilasi dan energi pemenangnya.

Bagian dari energi ini ditransmisikan ke molekul tetangga, yang pada gilirannya meningkatkan luasnya osilasi dan juga memperoleh energi secara progresif.  Dan dari partikel -partikel ini, bagian dari energi menyebar ke partikel -partikel terjauh dari nyala api.

Salah satu ujung batang dipanaskan dan energi ditransfer di antara molekul sampai mencapai ujung lainnya. Sumber: Wikimedia Commons.

Peningkatan amplitudo osilasi partikel diterjemahkan ke dalam peningkatan suhu, yang dapat dirasakan dengan tangan Anda, jika Anda cukup mendekati logam panci, termasuk pegangan atau pegangan, maka mereka selalu tertutup isolator, demikian bahwa mereka dapat dimanipulasi tanpa terbakar.

Dapat melayani Anda: panas laten

Sekarang, kecepatan proses mengemudi tergantung pada materi, karena beberapa zat mengarah jauh lebih baik daripada yang lain.

Dalam hal ini, logam jelas merupakan konduktor panas dan listrik yang sangat baik. Mereka lebih baik dari kayu dan plastik, karena atom mereka memiliki setidaknya satu elektron bebas di lapisan terluar, yang dapat bergerak melalui material dan membawa energi bersama mereka.

Namun yang mengejutkan, berlian adalah konduktor termal terbaik yang ada, meskipun karena harganya, tidak ada alternatif lain untuk puas dengan logam ketika datang ke aplikasi praktis.

Investigasi baru menunjukkan bahwa senyawa boron dan arsenik mungkin sebagus berlian untuk menembakkan panas secara efisien.

Kecepatan mengemudi termal

Untuk mengetahui seberapa cepat panas merambat dengan mengemudi, pertimbangkan selembar material lebar dan area lateral. Wajah kiri bersentuhan dengan sumber panas (berwarna merah) pada suhu T_H, Sedangkan wajah lainnya berdekatan dengan objek yang lebih dingin, suhu t_C.

Sebuah bar di tengah dua sumber pada suhu yang berbeda. Panas mengalir di antara kedua sisi dari sumber suhu tertinggi ke yang terdingin. Sumber: Wikimedia Commons/F. Zapata.

Panas yang mengalir di antara wajah, dari sisi terpanas ke yang terdingin, dalam waktu Δt. Secara eksperimental ditemukan bahwa nilai tukar atau kecepatan yang mengalir di antara wajah sebanding dengan:

-Area A dari wajah.

-Perbedaan suhu Δt di antara mereka.

Dan itu juga berbanding terbalik dengan ketebalan piring. Secara matematis itu dinyatakan sebagai berikut:

Itu dapat melayani Anda: Teori Stasioner Negara: Sejarah, Penjelasan, Berita

Konstanta proporsionalitas disebut konduktivitas termal k, Karena itu:

Konduktivitas termal adalah karakteristik material. Adapun unit yang ada, dalam sistem internasional yang diukur dalam joule (j), Δt dalam detik, oleh karena itu q/ Δt tetap dalam J/ S yang setara dengan watios (w). Dalam hal ini, unit konduktivitas termal adalah W/M ∙ ºC, jika suhu diukur dalam derajat Celcius atau W/M ∙ K saat menggunakan skala absolut di Kelvin.

Konduktor termal yang baik memiliki nilai tinggi k, Menyoroti logam dan berlian.

Karena q/ Δt adalah kekuatan, jika dilambangkan dengan P itu adalah:

Konduktivitas termal beberapa bahan

Selanjutnya, konduktivitas termal dari beberapa zat yang sering digunakan, dalam satuan sistem internasional jika w/m ∙ k:

-Berlian Sintetis: 2000
-Perak: 429
-Emas: 317
-Tembaga: 385
-Seng: 116
-Tungsten: 174
-Udara: 0.024

Mendorong contoh perpindahan panas

Mengemudi perpindahan panas hadir dalam banyak hal dalam kehidupan sehari -hari:

Peralatan dapur

Panci, panci dan secara umum peralatan memasak yang terbuat dari logam seperti baja, memiliki mangga bahan isolasi. Ini mengurangi risiko luka bakar saat memanipulasinya saat mereka berhubungan dengan nyala api atau kontennya panas.

Logam dan kayu

Ketika sepotong kayu dipegang di satu tangan dan logam lainnya di tangan lainnya, segera diperhatikan bahwa ini lebih dingin saat disentuh. Logam, seperti yang dijelaskan di atas, adalah driver panas yang baik, jadi panas mengalir lebih cepat dari tangan ke logam daripada tangan ke kayu.

Dengan cara ini kontak dengan logam mendingin lebih cepat tangan mereka yang memegangnya, dan akibatnya terasa lebih dingin dari kayu, yang bukan pengemudi yang tidak begitu baik.

Itu bisa melayani Anda: apa penghapusan emisinya? (Dengan contoh)

Selimut dan penutup

Penutup baru terasa lebih hangat daripada penutup yang digunakan, dan itu karena yang baru memiliki lebih banyak udara di dalam serat dan pori -pori. Semakin banyak udara di dalam, semakin baik cakupan bekerja, karena udara adalah isolator termal yang sangat baik.

Isolasi untuk rumah

Di banyak bagian dunia di mana sangat dingin di musim dingin, rumah -rumah dilindungi dengan bahan isolasi panas, sehingga interiornya tetap lebih nyaman.

Misalnya, ada fiberglass, yang berisi ruang udara di dalamnya, yang berfungsi sebagai isolator termal, mencegah panas keluar.

Pompa panas

Pompa panas ekstrak panas dari mesin menggerakkan panas melalui saluran logam, dari bagian yang terlalu panas ke area yang lebih dingin.

Pelebaran termal pada logam

Ketika objek logam dipanaskan, partikel -partikel penyusun berosilasi dengan amplitudo yang lebih besar dan konsekuensinya adalah bahwa dimensi objek meningkat.

Wadah bahan isolasi

Wadah yang ditakdirkan untuk menjaga makanan dalam kondisi baik lebih lama terbuat dari bahan isolasi sehingga panas dari luar tidak memecah makanan.

Olahraga diselesaikan

Bagian melintang dari blok tembaga memiliki area 20 cm² dan panjang 50 cm. Salah satu sisi adalah pada 0º C dan yang lainnya pada 100 º C. Hitung laju panas yang ditransmisikan.

Larutan

Persamaan yang sebelumnya dikurangi akan digunakan:

Dari daftar pengemudi, tembaga adalah K = 400 W/M ∙ K, dan meskipun suhu yang diberikan dalam pernyataan tersebut dalam derajat Celcius, interval ΔT adalah sama pada kedua skala:

Δt = 100 k

Panjangnya L = 50 cm = 0.5m dan luasnya = 20 cm² = 0.002 m², Masih menggantikan nilai dalam persamaan:

 Referensi

1. Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Ed. Bukit McGraw.
2. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Ilmu Fisik Konseptual. Ke -5. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. 7. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Tippens, hlm. 2011. Fisika: Konsep dan Aplikasi. Edisi ke -7. Bukit McGraw.