Co je bilance tepla?

Tepelné bilance je dosaženo, když množství tepla vstupujícího do systému je stejné jako množství tepla opouštějícího systém. Celková teplota systému v tepelné bilanci zůstává v průběhu času stabilní. V některých případech lze místo toho použít termín energetická bilance. Aby systémy řádně fungovaly, musí být systémy v oblasti biologie, geologie, výroby a designu kosmických lodí často udržovány při stabilních teplotách.

Homeostáza u zvířat zahrnuje koncept udržování vnitřní teploty zvířete relativně stabilní. U mnoha organismů, včetně savců a ptáků, musí množství tepla, které v organismu existuje, zůstat konstantní, protože i malé výkyvy tepla mohou způsobit, že organismus zemře. Zvířata ztrácejí teplo kůží a vytvářejí teplo jejich metabolismem, aby se vyrovnaly s rostoucí a klesající vnější teplotou. Když je množství tepla vyzařujícího ze zvířete a množství tepla generovaného nebo absorbovaného zvířetem relativně stejné, je toto zvíře ve stavu tepelné rovnováhy.

V geologii se termín tepelná bilance vztahuje na množství tepla absorbovaného a uvolněného celou planetou. Planeta je zahřívána sluncem a v malé míře uvolňováním magmatu z jádra planety. Planeta vyzařuje část tohoto tepla zpět do vesmíru. Tepelná bilance je geologicky důležitým pojmem, protože pokud planeta není ve stavu relativní rovnováhy, pokud jde o teplo, mohou průměrné teploty stoupat nebo klesat a vytvářet buď globální oteplování, nebo globální chlazení. I nepatrná změna tepelné rovnováhy planety může ovlivnit organismy, které planetu obývají.

Tepelná bilance je důležitým pojmem ve strojírenství, protože mnoho strojů bude fungovat pouze v určitém rozmezí teplot. Zařízení zvaná chladiče se používají k vyzařování přebytečného tepla z elektrických součástí, aby stroje mohly udržovat stabilní teplotu. Stejně tak musí kosmická loď udržovat relativně stabilní teploty, ale při pohybu směrem ke zdroji tepla, jako je slunce nebo planeta, je vystavena většímu množství tepla. Navrhování těchto plavidel s přizpůsobitelnými systémy vyvažování tepla jim umožňuje pokračovat v činnosti, když cestují vesmírem.

Když konstruktéři navrhují továrny, musí být zohledněna tepelná bilance provozu továrny. V mnoha případech je teplo vyzařováno z továrny ve formě kouře nebo páry. To může plýtvat energií, kterou by továrna mohla recyklovat, což pomůže snížit provozní náklady. Továrna s dobrou tepelnou bilancí najde využití pro většinu dodatečného tepla, které vytváří.