Hőátadás definíciója

A hőátadás a hő magas hőmérsékletű tározóból alacsony hőmérsékletű tározóba történő átadásának folyamata. A termodinamikai rendszer szempontjából a hőátadás a hőnek a rendszer és a környezet közötti hőmérsékletkülönbség következtében a rendszer határán keresztül történő mozgása. A hőátadás a rendszeren belül is végbemehet a rendszeren belüli különböző pontok hőmérsékletkülönbsége miatt. A hőmérsékletkülönbséget “potenciálnak” tekintjük, amely a hő áramlását okozza, magát a hőt pedig fluxusnak nevezzük.

A hőátadás módjai

A hőátadásnak három módja van két test között: vezetés, konvekció és sugárzás. Ezeket az alábbiakban ismertettük:

Kondukció: A két szilárd test közötti hőátadást vezetésnek nevezzük. Ez a forró és a hideg test hőmérsékletkülönbségétől függ. A vezetéses hőátadásra példa két különböző hőmérsékletű, egymással érintkezve tartott test. Egy másik példa a fém, például a réz egyik végének felmelegítése; a vezetéses hőátadás következtében a fém másik vége is felmelegszik.

Konvekció: A szilárd felület és a folyadék közötti hőátadást konvekciós hőátadásnak nevezzük. Tekintsük, hogy egy vizes edényt melegítünk, ebben az esetben a víz felmelegedése az edényből történő hőátadás miatt konvekciós hőátadás.

Sugárzás: Ha két test különböző hőmérsékletű és egymástól távolsággal elválasztott, a közöttük létrejövő hőátadást sugárzásos hőátadásnak nevezzük. A vezetés és a konvekciós hőátadás esetén van egy közeg a hő átadásához, de a sugárzásos hőátadás esetén nincs közeg. A sugárzásos hőátadás a légkörben létező elektromágneses hullámok miatt következik be. A sugárzásos hőátadás egyik legfontosabb példája a Nap Földre érkező hője.

Hőátadás a termodinamika második törvénye szerint

A termodinamika második törvénye szerint a hőátadás a magas hőmérsékletű testből az alacsony hőmérsékletű testbe történik. Nem lesz spontán hőátadás az alacsony hőmérsékletű testből a magas hőmérsékletű testbe. Az alacsony hőmérsékletű testből a magas hőmérsékletű testbe történő hőátadáshoz külső munkát kell végezni.

A matematikai számításokhoz a rendszer vagy test által nyert hőt pozitívnak, a rendszer által elvesztett hőt pedig negatívnak tekintjük. Ez azt jelenti, hogy a rendszerbe beáramló hő pozitív, a rendszerből kiáramló hő pedig negatív. A hőátadás mértékét a Q szimbólummal jelöljük.

A folyamatot, amelyben nincs hőátadás a rendszer és a környezet között, adiabatikus folyamatnak nevezzük. Azt a falat vagy határt, amely nem engedi a hő áramlását a rendszer és a környezet között, adiabatikus falnak nevezzük, azt a falat pedig, amely engedi a hő áramlását a rendszer és a környezet között, diatermikus falnak.

Az MKS rendszerben a hőátadás mértékegysége a cal, az SI rendszerben pedig a Joule. A hőátadás sebességét KW-ban adjuk meg.

Hogyan működik a hő

Mi az energia?

Az energiaforrások: Megújuló és nem megújuló források

Javasolt olvasmányok

Mi az entrópia?

Mi a termodinamikai egyensúly?

Mi az anyag fajhője?

Mi a megfordítható és a visszafordíthatatlan folyamat?

A termodinamika második törvénye

A termodinamika második törvényének különböző állításai

Mi a termodinamikai megfordított hőtörvény?

Mi a termodinamika

A termodinamika első törvénye

A termodinamika harmadik törvénye