Przewodzenie ciepła


Przewodzenie ciepła w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Przewodzenie ciepła – proces wymiany ciepła między ciałami o różnej temperaturze pozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Polega on na przekazywaniu energii kinetycznej bezładnego ruchu cząsteczek w wyniku ich zderzeń. Proces prowadzi do wyrównania temperatury między ciałami.

Przewodnictwem cieplnym nie jest przekazywanie energii w wyniku uporządkowanego (makroskopowego) ruchu cząstek.

Ciepło płynie tylko wtedy, gdy występuje różnica temperatur, w kierunku od temperatury wyższej do temperatury niższej. Z dobrym przybliżeniem dla większości substancji ilość energii przekazanej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jest proporcjonalna do różnicy temperatur, co opisuje równanie różniczkowe Fouriera:

Q t = λ A T d A . {\displaystyle {\frac {\partial Q}{\partial t}}=-\lambda \oint \limits _{A}{\nabla T\cdot \,dA}.}

Wzór ten dla jednorodnego przewodzenia ciepła przez cienką ściankę prostopadle do jej powierzchni w kierunku x {\displaystyle x} przyjmuje postać:

Q = λ A d T d x , {\displaystyle Q=-\lambda A{\frac {dT}{dx}},}

gdzie:

Q {\displaystyle Q} – natężenie przepływu ciepła (ilość ciepła wymieniona w jednostce czasu), λ {\displaystyle \lambda } współczynnik przewodzenia ciepła, A {\displaystyle A} powierzchnia wymiany ciepła, T {\displaystyle T} – temperatura.

Dla ustalonego przepływu ciepła przez ścianę płaską, po scałkowaniu, równanie Fouriera przyjmuje postać:

Q = λ A d Δ T , {\displaystyle Q={\frac {\lambda A}{d}}\Delta T,}

gdzie:

Δ T {\displaystyle \Delta T} – różnica temperatur po obu stronach przewodnika ciepła, d {\displaystyle d} – grubość ścianki przewodnika ciepła.

Dla ustalonego przepływu ciepła przez ściankę cylindryczną rury, przyjmuje postać:

Q = 2 π L λ ln ( d 2 / d 1 ) Δ T , {\displaystyle Q={\frac {2\pi L\lambda }{\ln(d_{2}/d_{1})}}\Delta T,}

gdzie:

d 2 , d 1 {\displaystyle d_{2},d_{1}} – odpowiednio średnica po stronie chłodniejszego i cieplejszego medium, L {\displaystyle L} – długość rury.

Przewodzenie ciepła jest jednym z trzech rodzajów cieplnego przepływu energii. Pozostałe to:

Na podstawie artykułu: "Przewodzenie ciepła" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy