Hvad er varmebalance?

Varmebalance opnås, når mængden af ​​varme, der kommer ind i et system, er lig med den mængde varme, der forlader det. Den samlede temperatur i et system i varmebalance forbliver stabil over tid. I nogle tilfælde kan udtrykket energibalance anvendes i stedet. Systemer inden for biologi, geologi, fremstilling og rumfartøjsdesign skal ofte holdes ved stabile temperaturer for at fungere korrekt.

Homeostase hos dyr inkluderer konceptet om at holde dyrets indre temperatur relativt stabil. I mange organismer, inklusive pattedyr og fugle, skal den mængde varme, der findes i organismen, forblive konstant, fordi selv små svingninger i varmen kan få organismen til at dø. Dyr mister varme gennem deres hud og genererer varme gennem deres stofskifte for at kompensere for stigende og faldende eksterne temperaturer. Når mængden af ​​varme, der udstråler af dyret, og den mængde varme, der genereres eller absorberes af dyret, er relativt lig, er dette dyr i en tilstand af varmebalance.

I geologi refererer udtrykket varmebalance til den mængde varme, der absorberes og frigives af en hel planet. En planet opvarmes af solen og i lille grad af frigørelsen af ​​magma fra planetens kerne. Planeten udstråler noget af den varme tilbage til rummet. Varmebalance er et vigtigt begreb geologisk, fordi hvis planeten ikke er i en tilstand af relativ ligevægt med hensyn til varme, kan de gennemsnitlige temperaturer stige eller falde, hvilket skaber enten global opvarmning eller global afkøling. Selv en lille ændring i en planetes varmebalance kan påvirke de organismer, der bebor planeten.

Varmebalance er et vigtigt koncept inden for konstruktion, fordi mange maskiner kun kører inden for et bestemt temperaturområde. Enheder kaldet kølelegeme bruges til at hjælpe med at udstråle overskydende varme fra elektriske komponenter, så maskinerne kan opretholde en stabil temperatur. Ligeledes skal rumfartøjet opretholde relativt stabile temperaturer, men udsættes for mere varme, når de bevæger sig mod en varmekilde, såsom solen eller en planet. Designe disse fartøjer med tilpasningsdygtige varmebalanceringssystemer giver dem mulighed for at fortsætte med at fungere, når de rejser gennem rummet.

Når ingeniører designer fabrikker, skal der tages højde for varmebalancen i fabrikets drift. I mange tilfælde udsendes varme fra en fabrik i form af røg eller damp. Dette kan spilde energi, som fabrikken kunne genbruge, hvilket reducerer driftsomkostningerne. En fabrik med en god varmebalance finder anvendelse til det meste af den ekstra varme, den skaber.