Co je to Heat Flux?

Tepelný tok označuje tok tepelné energie. Někdy se nazývá tepelný tok, je to vypočtená rychlost toku tepelné energie přes specifikovaný povrch, když proudí z místa na místo. Stejně jako jiné formy energie proudí teplo vedením a konvekcí ve směru potenciálního poklesu energie - teplota v případě tepelné energie.

Když vědci měří tok tepla, nejprve vzorkují teplotu na dvou místech, mezi nimiž je tepelná energie přenášena. Teplo, stejně jako všechny formy energie, teče z vysokého na nízký potenciál - z vysoké na nízkou teplotu. Čím rychleji se atomy nebo molekuly média pohybují a vibrují, tím vyšší je teplota tohoto média a tím větší tlak tlačí do oblastí s menším pohybem a menším tlakem. Tepelný tok v reakci na teplotní rozdíly v čase vyrovnává teplotu a přibližuje se stavu, ve kterém se teploty přestávají měnit, a teplo přestává proudit - stav známý jako tepelná rovnováha.

Vzhledem k dostatečně velkému objemu tekutiny, jako je kapalina nebo plyn, dochází k tepelnému toku většinou konvekcí, difúzí atomů a molekul. Teplo teče z objemů, kde se částice pohybují rychle, do objemů, kde se částice pohybují pomalu. Kapalné částice se pohybují ven do chladných oblastí, kde je více prostoru mezi pomaleji se pohybujícími částicemi. Protože atomy se nemohou pohybovat v pevných látkách, je teplo vedeno vibracemi atomů nebo molekul v jejich omezených mřížích, s další distribucí energie v důsledku pohybu volných elektronů. Protože pohyb volných elektronů je také charakteristický pro elektrické vedení, dobré vodiče elektřiny jsou také dobré vodiče tepla.

Tepelný tok způsobený teplotními rozdíly se nazývá citlivý tepelný tok na rozdíl od latentního tepelného toku, který se týká toku tepla v důsledku fázových změn v médiu. Kritický tok tepla je množství tepla, které může být čerpáno daným povrchem v daném množství času, ve kterém se mění tokové charakteristiky média - například změna stavu. Když se materiál stane pevným, zahrnuje energii, která omezuje jeho strukturu mříže. Při kritickém tepelném toku, když je určité množství tepla čerpáno do materiálu, dosáhne jeho teploty tání nebo teploty přechodu plynu a tato vazebná energie je uvolněna jako latentní teplo.