Warmteoverdracht gedefinieerd

Warmteoverdracht is het proces van warmteoverdracht van een reservoir met een hoge temperatuur naar een reservoir met een lage temperatuur. In termen van het thermodynamische systeem is warmteoverdracht de beweging van warmte over de grens van het systeem ten gevolge van het temperatuurverschil tussen het systeem en de omgeving. De warmteoverdracht kan ook binnen het systeem plaatsvinden als gevolg van temperatuurverschillen op verschillende punten binnen het systeem. Het temperatuurverschil wordt beschouwd als “potentiaal” dat de warmtestroom veroorzaakt en de warmte zelf wordt flux genoemd.

Wijzen van warmteoverdracht

Er zijn drie wijzen van warmteoverdracht tussen twee lichamen: geleiding, convectie en straling. Deze zijn hieronder beschreven:

Conductie: De overdracht van warmte tussen twee vaste lichamen wordt geleiding genoemd. Deze is afhankelijk van het verschil in temperatuur van het warme en koude lichaam. Voorbeeld van warmteoverdracht door geleiding zijn twee lichamen van verschillende temperatuur die met elkaar in contact worden gehouden. Een ander voorbeeld is het verhitten van een uiteinde van een metaal zoals koper; door warmteoverdracht door geleiding wordt het andere uiteinde van het metaal ook verhit.

Convectie: De overdracht van warmte tussen het vaste oppervlak en de vloeistof wordt convectiewarmteoverdracht genoemd. Laten we eens kijken naar een vat met water dat wordt verwarmd, in dit geval is verwarming van het water als gevolg van overdracht van warmte uit het vat convectiewarmteoverdracht.

Radiation: Wanneer twee lichamen verschillende temperaturen hebben en door afstand gescheiden zijn, wordt de warmteoverdracht tussen hen stralingswarmteoverdracht genoemd. In het geval van de geleiding en convectie warmteoverdracht is er een medium om de warmte over te dragen, maar in het geval van de straling warmteoverdracht is er geen medium. De stralingswarmteoverdracht vindt plaats door de elektromagnetische golven die in de atmosfeer bestaan. Een van de belangrijkste voorbeelden van stralingswarmteoverdracht is de warmte van de zon die op de aarde valt.

Warmteoverdracht volgens de tweede wet van de thermodynamica

Volgens de tweede wet van de thermodynamica vindt de warmteoverdracht plaats van het lichaam met een hoge temperatuur naar het lichaam met een lage temperatuur. Er zal geen spontane warmteoverdracht plaatsvinden van het lichaam met lage temperatuur naar het lichaam met hoge temperatuur. Voor de warmteoverdracht van een lichaam van lage temperatuur naar een lichaam van hoge temperatuur moet arbeid van buitenaf worden verricht.

Voor de wiskundige berekeningen wordt de door het systeem of lichaam gewonnen warmte als positief en de door het systeem verloren warmte als negatief beschouwd. Dit betekent dat de warmte die in het systeem stroomt positief is en de warmte die uit het systeem stroomt negatief is. De hoeveelheid warmteoverdracht wordt aangeduid met het symbool Q.

Het proces waarbij er geen warmteoverdracht is tussen het systeem en de omgeving wordt een adiabatisch proces genoemd. De wand of grens die de warmtestroom tussen het systeem en de omgeving niet toelaat, wordt adiabatische wand genoemd en de wand die de warmtestroom tussen het systeem en de omgeving toelaat, wordt diathermische wand genoemd.

In het MKS-stelsel is de eenheid van warmteoverdracht cal en in het SI-stelsel Joule. De snelheid van warmteoverdracht wordt uitgedrukt in KW.

Hoe warmte werkt

Wat is energie?

Bronnen van energie: Hernieuwbare en niet-hernieuwbare bronnen

Geadviseerde lezingen

Wat is entropie?

Wat is thermodynamisch evenwicht?

Wat is de soortelijke warmte van een stof?

Wat is een omkeerbaar en onomkeerbaar proces?

Tweede wet van de thermodynamica

Verschillende uitspraken van de tweede wet van de thermodynamica

Wat is Thermodynamische Omgekeerde Warmtemotor?

Wat is Thermodynamica

Eerste wet van de thermodynamica

Derde wet van de thermodynamica