Varmeoverførsel defineret

Varmeoverførsel er processen med overførsel af varme fra et reservoir med høj temperatur til et reservoir med lav temperatur. Med hensyn til det termodynamiske system er varmeoverførsel bevægelsen af varme på tværs af systemets grænse på grund af temperaturforskellen mellem systemet og omgivelserne. Varmeoverførslen kan også finde sted inden for systemet som følge af temperaturforskelle på forskellige punkter i systemet. Temperaturforskellen betragtes som et “potentiale”, der forårsager varmestrømmen, og selve varmen betegnes som flux.

Varmeoverførselsformer

Der findes tre former for varmeoverførsel mellem to legemer: ledning, konvektion og stråling. Disse er blevet beskrevet nedenfor:

Konduktion: Overførsel af varme mellem to faste legemer kaldes konduktion. Den afhænger af forskellen i temperaturen mellem det varme og det kolde legeme. Et eksempel på konduktionsvarmeoverførsel er to legemer med forskellig temperatur, der holdes i kontakt med hinanden. Et andet eksempel er opvarmning af den ene ende af et metal som f.eks. kobber; på grund af konduktionsvarmeoverførsel bliver den anden ende af metallet også opvarmet.

Konvektion: Overførsel af varme mellem en fast overflade og en væske kaldes konvektionsvarmeoverførsel. Lad os overveje en beholder med vand, der opvarmes, i dette tilfælde er opvarmning af vandet på grund af varmeoverførsel fra beholderen konvektionsvarmeoverførsel.

Radiation: Når to legemer har forskellige temperaturer og er adskilt af en afstand, kaldes varmeoverførslen mellem dem for strålevarmeoverførsel. I tilfælde af konduktions- og konvektionsvarmeoverførsel er der et medie til at overføre varmen, men i tilfælde af strålingsvarmeoverførsel er der intet medie. Strålevarmeoverførslen sker på grund af de elektromagnetiske bølger, der findes i atmosfæren. Et af de vigtigste eksempler på strålevarmeoverførsel er solens varme, der kommer ind på jorden.

Varmeoverførsel i henhold til termodynamikkens anden lov

I henhold til termodynamikkens anden lov finder varmeoverførsel sted fra et legeme med høj temperatur til et legeme med lav temperatur. Der vil ikke ske en spontan overførsel af varme fra et legeme med lav temperatur til et legeme med høj temperatur. For varmeoverførsel fra et legeme med lav temperatur til et legeme med høj temperatur skal der udføres eksternt arbejde.

Den varme, som systemet eller legemet opnår, anses for at være positiv, og den varme, som systemet mister, anses for at være negativ i de matematiske beregninger. Dette indebærer, at den varme, der strømmer ind i systemet, er positiv, og at den varme, der strømmer ud af systemet, er negativ. Mængden af varmeoverførsel betegnes med symbolet Q.

Den proces, hvor der ikke sker nogen varmeoverførsel mellem systemet og omgivelserne, kaldes en adiabatisk proces. Den væg eller grænse, der ikke tillader varmeoverførsel mellem systemet og omgivelserne, kaldes adiabatisk væg, og den væg, der tillader varmeoverførsel mellem systemet og omgivelserne, kaldes diathermisk væg.

I MKS-systemet er enheden for varmeoverførsel cal, og i SI-systemet er den Joule. Varmeoverførselshastigheden angives i KW.

Hvordan varme virker

Hvad er energi?

Kilder til energi: Fornyelige og ikke-fornyelige kilder

Opfordret læsning

Hvad er entropi?

Hvad er termodynamisk ligevægt?

Hvad er stoffets specifikke varme?

Hvad er reversibel og irreversibel proces?

Termodynamikkens anden lov

Differente udsagn om termodynamikkens anden lov

Hvad er termodynamisk omvendt varmemotor?

Hvad er termodynamikken

Termodynamikkens første lov

Termodynamikkens tredje lov

Termodynamikkens tredje lov