Co je to tok tepla?

Přenos tepelné energie z horké oblasti do chladné oblasti se nazývá tepelný tok . K tomu dochází, když má určitý objekt nebo materiál jinou teplotu než okolní objekty. Princip tohoto procesu zahrnuje skutečnost, že mezi objekty, které se také nazývají druhým zákonem termodynamiky, musí dojít k tepelné rovnováze. V zásadě, když existuje rozdíl v teplotě mezi materiály, tepelný tok může být zpomalen, nikoli zastaven.

Tok tepla silně závisí na konceptu vedení. V podstatě přenos tepelné energie závisí na difuzi volného elektronů. Aby se teplo pohybovalo od jednoho předmětu nebo materiálu k druhému, sousední atomy vibrují proti sobě. To je způsobeno pohybem elektronů z jednoho atomu na druhý. Pokud jde o kapaliny, molekuly jsou dále od sebe, což je důvod, proč je tepelná energie přenášena pomaleji, když je tento stav hmoty přítomen.

Konvekce je také důležitá pro tok tepla. K tomu dochází, když je pevný předmět nebo povrch umístěn poblíž plynu nebo kapaliny. Rychlost přenosu tepla se zvyšuje, když se pohyb pohybuje rychleji. V termodynamických zákonech existují dva různé typy konvekce: přirozené a nucené. Přirozeně se vyskytují vztlakové síly způsobené kolísáním hustoty plynu nebo kapaliny, zatímco nucená konvekce je odpovědí na způsob umělý, jako je čerpadlo nebo ventilátor.

Když je teplo přenášeno z materiálů přes prázdný prostor, je tento pojem znám jako záření . K tomu dochází u všech objektů nad absolutní nulou, dokonce i u objektů umístěných v dokonalém vakuu. Například záření ze Slunce prochází vakuem prostoru a poté dopadá na Zemi a další planety.

Obecný princip termodynamiky a tepelného toku stanovil Sir Isaac Newton. Zákon chlazení uvádí, že „míra tepelné ztráty těla je úměrná rozdílu teplot mezi tělem a jeho okolím nebo prostředím.“ To lze pozorovat analýzou potravin. Například, když je koláč odstraněn z pece a umístěn do chladného okna, rychlost tepelné ztráty je určena teplotou vzduchu.

Jeden zajímavý vedlejší účinek toku tepla může nastat, když se pára mění do své kapalné fáze. Tento proces, známý jako kondenzace, závisí na plynné formě výměny kapaliny. To je vidět v přírodě ve formě mlhy nebo na chladném skle v horkém dni.