Definizione di trasferimento di calore

Il trasferimento di calore è il processo di trasferimento di calore da un serbatoio ad alta temperatura a un serbatoio a bassa temperatura. In termini di sistema termodinamico, il trasferimento di calore è il movimento di calore attraverso il confine del sistema dovuto alla differenza di temperatura tra il sistema e l’ambiente circostante. Il trasferimento di calore può avvenire anche all’interno del sistema a causa della differenza di temperatura in vari punti del sistema. La differenza di temperatura è considerata “potenziale” che causa il flusso di calore e il calore stesso è chiamato flusso.

Modi di trasferimento del calore

Ci sono tre modi di trasferimento del calore tra i due corpi: conduzione, convezione e radiazione. Questi sono stati descritti di seguito:

Conduzione: Il trasferimento di calore tra due corpi solidi è chiamato conduzione. Dipende dalla differenza di temperatura del corpo caldo e di quello freddo. Esempio di trasferimento di calore per conduzione sono due corpi a temperatura diversa tenuti a contatto tra loro. Un altro esempio è il riscaldamento di un’estremità di un metallo come il rame; a causa del trasferimento di calore per conduzione anche l’altra estremità del metallo viene riscaldata.

Convezione: Il trasferimento di calore tra la superficie solida e il liquido è chiamato trasferimento di calore per convezione. Consideriamo un recipiente d’acqua che viene riscaldato, in questo caso il riscaldamento dell’acqua dovuto al trasferimento di calore dal recipiente è trasferimento di calore per convezione.

Radiazione: Quando due corpi sono a temperature diverse e sono separati da una distanza, il trasferimento di calore tra di loro è chiamato trasferimento di calore per irraggiamento. Nel caso del trasferimento di calore per conduzione e convezione c’è un mezzo per trasferire il calore, ma nel caso del trasferimento di calore per irraggiamento non c’è nessun mezzo. Il trasferimento di calore per radiazione avviene a causa delle onde elettromagnetiche che esistono nell’atmosfera. Uno degli esempi più importanti di trasferimento di calore per radiazione è il calore del sole che arriva sulla terra.

Trasferimento di calore secondo la seconda legge della termodinamica

Come per la seconda legge della termodinamica il trasferimento di calore avviene dal corpo ad alta temperatura al corpo a bassa temperatura. Non ci sarà un trasferimento spontaneo di calore dal corpo a bassa temperatura al corpo ad alta temperatura. Per il trasferimento di calore dal corpo a bassa temperatura al corpo ad alta temperatura, è necessario un lavoro esterno.

Il calore guadagnato dal sistema o dal corpo è considerato positivo e il calore perso dal sistema è considerato negativo per i calcoli matematici. Questo implica che il calore che entra nel sistema è positivo e il calore che esce dal sistema è negativo. La quantità di trasferimento di calore è indicata dal simbolo Q.

Il processo in cui non c’è trasferimento di calore tra il sistema e l’ambiente circostante è chiamato processo adiabatico. Il muro o il confine che non permette il flusso di calore tra il sistema e l’ambiente circostante è chiamato muro adiabatico e il muro che permette il flusso di calore tra il sistema e l’ambiente circostante è chiamato muro diatermico.

Nel sistema MKS l’unità di trasferimento di calore è cal e nel sistema SI è Joule. Il tasso di trasferimento del calore è dato in KW.

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