Definirea transferului de căldură
Transferul de căldură este procesul de transfer de căldură de la un rezervor de temperatură ridicată la un rezervor de temperatură scăzută. În ceea ce privește sistemul termodinamic, transferul de căldură este mișcarea căldurii peste granița sistemului datorită diferenței de temperatură dintre sistem și mediul înconjurător. Transferul de căldură poate avea loc, de asemenea, în interiorul sistemului datorită diferenței de temperatură în diferite puncte din sistem. Diferența de temperatură este considerată a fi „potențialul” care determină fluxul de căldură, iar căldura însăși este numită flux.
Modele de transfer de căldură
Există trei moduri de transfer de căldură între două corpuri: conducție, convecție și radiație. Acestea au fost descrise mai jos:
Conducție: Transferul de căldură între două corpuri solide se numește conducție. Acesta depinde de diferența de temperatură dintre corpul cald și cel rece. Exemplu de transfer de căldură prin conducție sunt două corpuri la temperaturi diferite ținute în contact unul cu celălalt. Un alt exemplu este încălzirea unui capăt al unui metal precum cuprul; datorită transferului de căldură prin conducție se încălzește și celălalt capăt al metalului.
Convecție: Transferul de căldură între suprafața solidă și lichid se numește transfer de căldură prin convecție. Să luăm în considerare un vas cu apă care se încălzește, în acest caz încălzirea apei datorită transferului de căldură din vas este transfer de căldură prin convecție.
Radiație: Atunci când două corpuri se află la temperaturi diferite și sunt separate de o distanță, transferul de căldură între ele se numește transfer de căldură prin radiație. În cazul transferului de căldură prin conducție și convecție există un mediu pentru transferul de căldură, dar în cazul transferului de căldură prin radiație nu există niciun mediu. Transferul de căldură prin radiație are loc datorită undelor electromagnetice care există în atmosferă. Unul dintre cele mai importante exemple de transfer de căldură prin radiație este căldura soarelui care ajunge pe pământ.
Transferul de căldură conform celei de-a doua legi a termodinamicii
Conform celei de-a doua legi a termodinamicii, transferul de căldură are loc de la un corp cu temperatură ridicată la un corp cu temperatură scăzută. Nu va exista un transfer spontan de căldură de la corpul aflat la temperatură scăzută la corpul aflat la temperatură ridicată. Pentru transferul de căldură de la un corp la temperatură scăzută la un corp la temperatură ridicată, trebuie să se efectueze un lucru extern.
Căldura câștigată de sistem sau de corp este considerată pozitivă, iar căldura pierdută de sistem este considerată negativă pentru calculele matematice. Acest lucru implică faptul că căldura care intră în sistem este pozitivă, iar căldura care iese din sistem este negativă. Cantitatea de transfer de căldură este notată cu simbolul Q.
Procesul în care nu există transfer de căldură între sistem și mediul înconjurător se numește proces adiabatic. Peretele sau limita care nu permite fluxul de căldură între sistem și mediul înconjurător se numește perete adiabatic, iar peretele care permite fluxul de căldură între sistem și mediul înconjurător se numește perete diatermic.
În sistemul MKS unitatea de transfer de căldură este cal, iar în sistemul SI este Joule. Rata de transfer de căldură este dată în KW.
Cum funcționează căldura
Ce este energia?
Surse de energie: Surse regenerabile și neregenerabile
Lecturi sugerate
Ce este entropia?
Ce este echilibrul termodinamic?
Ce este căldura specifică a substanței?
Ce este căldura specifică a substanței?
Ce este procesul reversibil și ireversibil?
Cea de-a doua lege a termodinamicii
Diferite enunțuri ale celei de-a doua legi a termodinamicii
Ce este motorul termic inversat termodinamic?
Ce este termodinamica
Prima lege a termodinamicii
Cea de-a treia lege a termodinamicii
.