Was ist Wärmefluss?
Die Übertragung von Wärmeenergie von einem heißen in einen kühlen Bereich wird als Wärmestrom bezeichnet . Dies tritt auf, wenn sich ein bestimmtes Objekt oder Material auf einer anderen Temperatur befindet als umgebende Objekte. Das Prinzip dieses Prozesses besteht darin, dass zwischen Objekten ein thermischer Ausgleich stattfinden muss, der auch als zweiter Hauptsatz der Thermodynamik bezeichnet wird. Wenn zwischen Materialien ein Temperaturunterschied besteht, kann der Wärmefluss im Wesentlichen nur verlangsamt und nicht gestoppt werden.
Der Wärmefluss hängt stark vom Konzept der Wärmeleitung ab. Grundsätzlich beruht die Übertragung der Wärmeenergie auf der Diffusion freier Elektronen. Damit sich die Wärme von einem Objekt oder Material zu einem anderen bewegt, vibrieren benachbarte Atome gegeneinander. Dies wird durch die Elektronen verursacht, die sich von einem Atom zum anderen bewegen. In Bezug auf Flüssigkeiten sind die Moleküle weiter voneinander entfernt, weshalb die Wärmeenergie langsamer übertragen wird, wenn dieser Materiezustand vorliegt.
Konvektion ist auch wichtig für den Wärmefluss. Dies tritt auf, wenn sich ein fester Gegenstand oder eine feste Oberfläche in der Nähe eines Gases oder einer Flüssigkeit befindet. Die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung nimmt zu, wenn sich die Bewegung schneller bewegt. Innerhalb der Gesetze der Thermodynamik gibt es zwei verschiedene Arten der Konvektion: natürliche und erzwungene. Auftriebskräfte aufgrund von Dichteschwankungen des Gases oder der Flüssigkeit treten natürlich auf, während die erzwungene Konvektion auf eine künstliche Methode wie eine Pumpe oder ein Gebläse anspricht.
Wenn Wärme von Materialien durch einen leeren Raum übertragen wird, spricht man von Strahlung . Dies gilt für alle Objekte über dem absoluten Nullpunkt, auch für Objekte, die sich in einem perfekten Vakuum befinden. Beispielsweise wandert die Strahlung der Sonne durch das Vakuum des Weltraums, bevor sie auf die Erde und andere Planeten auftrifft.
Das allgemeine Prinzip der Thermodynamik und des Wärmeflusses wurde von Sir Isaac Newton aufgestellt. Das Gesetz der Abkühlung besagt, dass "die Rate des Wärmeverlusts eines Körpers proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem Körper und seiner Umgebung oder Umgebung ist". Dies kann durch die Analyse von Lebensmitteln beobachtet werden. Wenn beispielsweise ein Kuchen aus dem Ofen genommen und in ein kühles Fenster gestellt wird, wird die Wärmeverlustrate durch die Lufttemperatur bestimmt.
Ein interessanter Nebeneffekt des Wärmeflusses kann auftreten, wenn Dampf in seine flüssige Phase übergeht. Dieser als Kondensation bekannte Prozess beruht auf der gasförmigen Form einer sich ändernden Flüssigkeit. Dies ist in der Natur in Form von Nebel oder auf einem kühlen Glas an einem heißen Tag zu sehen.