- nak nek
- b
- c
- d
- és
- F
- g
- h
- én
- j
- k
- l
- m
- n
- vagy
- o
- mit
- r
- s
- t
- vagy
- v
- w
- x
- Y
- z
Vezetéssel, konvekcióval és sugárzással elmagyarázzuk, hogy mi a hőátadás, és hogyan történik. Ezen kívül szigetelők és intézkedések.
Mi a hőátadás?
Hőátadásnak, hőátadásnak vagy hőátadásnak nevezik fizikai jelenség, amely a hőenergia egyik közegből a másikba történő átviteléből áll.
Ez akkor fordul elő, amikor két különböző hőmérsékletű rendszer érintkezik, lehetővé téve az energia áramlását a legmagasabb hőmérsékleti ponttól a legalacsonyabbig, amíg el nem éri a hőegyensúlyt, amelyben a hőmérséklet megegyezik.
A hőátadás folyamata megállíthatatlan (nem lehet lassítani), de lassítható (lelassítható), rudak és szigetelők segítségével. De mindaddig, amíg a világegyetemben különbség van a hőben, a hő hajlamos lesz átadni a rendelkezésre álló közegeken keresztül. Tőlük függően az említett átvitel háromféle módon történhet: vezetés, konvekció és sugárzás.
Vezetés
A vezetést hívják hőátadás az egyik anyag részecskéinek közvetlen érintkezésén keresztül a másik részecskéivel, anélkül, hogy anyagot szállítana a testek között. Minden aggregációs állapotban előfordul: szilárd, folyékony vagy gáznemű, bár az utóbbi kettőben általában a konvekciót részesítik előnyben.
A vezetés útján átvitt hőmennyiséget a Fourier-törvény határozza meg, amely szerint a testen keresztüli hőátadás sebessége arányos a benne lévő hőmérsékleti gradienssel.
Egy egyszerű példa látható egy elektromos tűzhelyben: az égőt elektromos ellenállások hatására felmelegítik, és ez a hő vezetés útján átkerül a serpenyőbe, amelyet lerakunk rá, és viszont a serpenyő ugyanezt teszi az étellel főzünk.
Akkor is előfordul, amikor véletlenül a kezünkkel megérintjük a forró serpenyőt: érintkezéskor a hő átjut a bőrünkön, és égési sérülést okoz.
Konvekció
A konvekció hasonló a vezetéshez, azzal a kivétellel, hogy olyan esetekben fordul elő, amikor a folyadék hőt kap, és továbbítja annak továbbítására egy olyan téren belül, ahol van. A konvekció az hőátadás folyadék mozgásával, legyen az gáznemű vagy folyékony.
Az említett átvitel a Newton-féle hűtési törvény által javasolt feltételekkel történik, amely kimondja, hogy egy test a test és környezete közötti hőmérséklet-különbséggel arányos arányban veszíti el hőjét.
Ennek világos példája akkor fordul elő, amikor vizet melegítünk egy tartályban. A tartályból a folyadékba vezetés útján átvitt hő felmelegíti a vele közvetlenül érintkező részeket, amelyek felemelkednek, és a folyadék többi hideg részét a helyükre kényszerítik, ezáltal a vizet egyenletesen melegítve.
Sugárzás
Az utolsó típusú hőátadás is csak érintkezés hiányában fordulhat elő és ezért fizikai közegből is, vagyis vákuumban.
Ez azért van, mert annak eredete a részecskék hőmozgásában van anyaggal feltöltve, amely kiváltja az elektromágneses részecskék, vagyis a hősugárzás kibocsátását, intenzitása függ a hőmérséklettől és a figyelembe vett sugárzás hullámhosszától.
Általában az ilyen helyzetben lévő testek ultraibolya sugárzást bocsátanak ki, de bizonyos hőmérsékletektől a látható spektrumban, vagyis a fényben sugárzást bocsáthatnak ki. Az így kisugárzott hőmennyiséget a Stefan-Boltzmann-törvény határozhatja meg.
Naponta megfigyeljük a hősugárzás legjobb példája: a Nap. Annak ellenére, hogy 149,6 millió kilométerre van a bolygónktól, a Nap hőmérséklete olyan magas, hogy hatalmas mennyiségű fényt és hőt sugároz az űrbe.
Mindkét dolog eléri a föld felszínét, melegen és megvilágítva tartja, hullámhossza az ultraibolyától az infravörösig terjed, nyilvánvalóan átmegy a teljes látható spektrumon.
Szigetelők és sugárzási akadályok
Mint mondtuk, a hőátadás nem akadályozható meg, de bizonyos és bizonyos anyagok felhasználásával lelassítható. Ez azért van, mert minden anyag átadja a hőt ilyen vagy olyan módon, de nem azonos sebességgel nem ugyanolyan könnyedséggel.
Azokat, amelyek gyorsan és hatékonyan továbbítják, hővezetőknek nevezzük. Éppen ellenkezőleg, azokat, akik lassan és fáradságosan végzik ezt, hőszigetelőknek (vezetés és konvekció) vagy akadályoknak (sugárzás) nevezzük.
A szigetelőanyagok egyértelmű példái azok, amelyek termoszt alkotnak, amelyek lehetővé teszik a meleg vagy hideg folyadék hosszabb ideig történő tartását, lassítva annak hőcseréjét a környezettel.
A hőátadás mértékegységei
A nemzetközi mérőrendszer szerint a test vezetőképessége joule-ban (J), valamint a munkára és az energiára vonatkozik. Vannak azonban más általánosan használt egységek a hőátadás mérésére:
- Kilokalória (Kcal). A kalória meghatározása az a hőmennyiség, amely egy gramm víz hőmérsékletének egy Celsius-fokkal történő emeléséhez szükséges. A táplálkozás során gyakran használt intézkedés az élelmiszerekben található kémiai energia mérésére. Egy kilokalória egyenlő 1000 kalóriával.
- BTU (brit termikus egység vagy brit termikus egység). Ez egy olyan hőmennyiség, amely egy font víz hőmérsékletének egy Fahrenheit fokkal történő emeléséhez szükséges, ami 252 kalóriának felel meg. Ezt az intézkedést általában használják az angolul beszélő országokban, főleg az Egyesült Királyságban és az Egyesült Államokban.