Jenis perpindahan panas: koefisien perpindahan panas

Setiap tubuh material memiliki karakteristik seperti panas, yang dapat meningkatkan dan menurunkan. panas tidak substansi materi: sebagai bagian dari energi internal, hal itu terjadi karena gerakan dan interaksi molekul. Karena panas berbagai bahan mungkin berbeda, ada proses perpindahan panas dari suatu zat dipanaskan sampai zat dengan jumlah yang lebih kecil dari panas. Proses ini disebut perpindahan panas. Jenis utama dari perpindahan panas, dan mekanisme aksi mereka akan dibahas dalam artikel ini.

Penentuan termal

pertukaran panas atau pengalihan suhu proses dapat berlangsung dalam masalah ini, dan dari satu substansi yang lain. Intensitas panas ini sangat tergantung pada sifat fisik materi, suhu zat (jika dalam pertukaran panas yang melibatkan beberapa zat) dan hukum fisika. Perpindahan panas - adalah proses yang selalu terjadi secara sepihak. Prinsip utama dari pertukaran panas adalah bahwa tubuh paling panas selalu memberikan memanaskan objek dengan suhu yang lebih rendah. Misalnya, besi panas memberikan panas ketika menyetrika pakaian celana panjang, dan bukan sebaliknya. perpindahan panas - sebuah fenomena tergantung pada indeks waktu, yang mencirikan distribusi panas ireversibel dalam ruang.

mekanisme perpindahan panas

Mekanisme interaksi termal zat dapat memperoleh bentuk yang berbeda. Ada tiga jenis perpindahan panas di alam:

1. konduktivitas termal - mekanisme antarmolekul perpindahan panas dari satu bagian tubuh ke tubuh lain, atau objek lain. Properti ini didasarkan pada inhomogeneities suhu zat tersebut.
2. Konveksi - pertukaran panas antara cairan (liquid, udara).
3. efek radiasi - transfer panas dari panas dan dipanaskan dengan mengorbankan tubuh energi mereka (sumber) dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan spektrum yang konstan.

Mempertimbangkan jenis terdaftar dari perpindahan panas secara lebih rinci.

konduktivitas termal

Paling sering, konduktivitas termal diamati dalam padatan. Jika di bawah pengaruh faktor apapun dalam satu dan substansi yang sama muncul daerah dengan temperatur yang berbeda, energi termal dari bagian dipanaskan akan melewati ke dingin. Fenomena yang sama dalam beberapa kasus dapat diamati secara visual. Misalnya, jika Anda mengambil batang logam, misalnya, jarum, dan panas dengan api, kemudian setelah beberapa saat, melihat bagaimana energi panas ditularkan melalui jarum untuk membentuk di daerah tertentu bercahaya. Di tempat yang suhunya lebih tinggi bersinar terang, dan sebaliknya, di mana t lebih rendah lebih gelap. Konduktivitas termal juga dapat diamati antara dua badan (secangkir teh panas dan tangan)

Intensitas transmisi aliran panas tergantung pada banyak faktor, rasio yang matematikawan Perancis Fourier terungkap. Faktor-faktor ini termasuk gradien pertama suhu (rasio perbedaan suhu di ujung batang dengan jarak dari satu ujung ke ujung), luas penampang tubuh, dan konduktivitas termal (semua zat itu berbeda, tapi yang tertinggi diamati pada logam). Koefisien yang paling signifikan dari konduktivitas termal diamati untuk tembaga dan aluminium. Hal ini tidak mengherankan bahwa dua logam ini sering digunakan dalam pembuatan kabel listrik. Mengikuti hukum Fourier kuantitas aliran panas dapat meningkat atau menurun dengan mengubah salah satu dari parameter ini.

Konveksi jenis perpindahan panas

Konveksi yang melekat terutama untuk gas dan cairan, memiliki dua komponen: konduktivitas termal dan gerakan antarmolekul (distribusi) medium. Mekanisme konveksi tindakan adalah sebagai berikut: peningkatan suhu molekul zat cairan mulai gerak dan lebih aktif dengan tidak adanya batasan ruang substansi volume yang meningkat. Konsekuensi dari proses ini akan menurunkan kepadatan zat dan gerakan ke atas nya. Sebuah contoh yang mencolok dari konveksi - gerakan pendingin udara panas dari baterai ke langit-langit.

Membedakan jenis perpindahan panas konveksi bebas dan paksa. Panas dan aduk di jenis massal gratis ini karena inhomogeneity substansi, yaitu naik cairan panas selama cara alami dingin tanpa mengerahkan pengaruh kekuatan eksternal (misalnya, dengan ruang pemanas pemanas sentral). Ketika gerakan massa konveksi paksa terjadi di bawah tindakan kekuatan eksternal, seperti mengaduk sendok teh.

panas pancaran

Radiasi atau perpindahan panas radiasi dapat berlangsung tanpa kontak dengan objek lain atau substansi, sehingga memungkinkan bahkan dalam vakum (vakum). perpindahan panas radiasi yang melekat pada semua badan ke tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, dan muncul dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan spektrum kontinu. Contoh yang mencolok - sinar matahari. Mekanisme tindakan adalah sebagai berikut: tubuh terus menerus memancarkan sejumlah panas di ruang sekitarnya. Ketika energi ini sampai ke objek lain atau substansi, sebagian diserap oleh bagian kedua melewati, dan yang ketiga tercermin dalam lingkungan. Setiap objek keduanya dapat memancarkan panas dan menyerap, bahan gelap mampu menyerap panas lebih dari cahaya.

Mekanisme perpindahan panas dikombinasikan

Di alam, jenis proses perpindahan panas jarang terjadi dalam isolasi. Lebih sering, mereka dapat dilihat bersama-sama. Dalam termodinamika, kombinasi bahkan memiliki nama, misalnya, termal konduktivitas + konveksi - transfer panas konvektif dan konduktivitas + radiasi termal thermal disebut perpindahan panas radiasi-konduktif. Selain itu, spesies yang terisolasi seperti gabungan panas seperti:

• Perpindahan panas - gerakan panas antara gas dan zat cair atau padat.
• perpindahan panas - transfer t dari satu materi ke yang lain melalui obstruksi mekanik.
• perpindahan panas konvektif-radiasi dibentuk oleh kombinasi konveksi dan radiasi termal.

Jenis pertukaran panas di alam (contoh)

perpindahan panas di alam memainkan peran besar dan tidak terbatas pada pemanasan sinar matahari dunia. arus konveksi yang luas, seperti gerakan massa udara, sebagian besar menentukan cuaca untuk seluruh planet kita.

Konduktivitas termal dari inti bumi menyebabkan meletus geyser dan batuan vulkanik. Ini hanya sebagian kecil dari contoh pertukaran panas pada skala global. Bersama-sama mereka membentuk spesies transfer panas konvektif dan radiasi perpindahan panas jenis konduktif yang diperlukan untuk kehidupan di planet ini.

Penggunaan panas dalam kegiatan antropologi

Panas - adalah bagian penting dari hampir semua proses industri. Sulit untuk mengatakan apa jenis panas manusia yang digunakan sebagian besar dalam perekonomian nasional. Mungkin ketiga pada waktu yang sama. Karena proses perpindahan panas terjadi peleburan logam, produksi dalam jumlah besar barang, dimulai dengan benda-benda dari penggunaan sehari-hari dan berakhir dengan ruang kapal.

Penting untuk peradaban memiliki thermal unit mampu mengkonversi energi panas menjadi listrik yang dapat digunakan. Ini termasuk bensin, diesel, kompresor, instalasi turbin. Untuk pekerjaan mereka mereka menggunakan berbagai macam perpindahan panas.