Che cos'è il flusso di calore?
Il trasferimento di energia termica da un'area calda a un'area fredda è noto come flusso di calore . Ciò si verifica quando un determinato oggetto o materiale si trova a una temperatura diversa rispetto agli oggetti circostanti. Il principio alla base di questo processo implica il fatto che l'equilibrio termico deve avvenire tra oggetti, noto anche come la seconda legge della termodinamica. In sostanza, quando esiste una differenza di temperatura tra i materiali, il flusso di calore può solo essere rallentato, non fermato.
Il flusso di calore si basa fortemente sul concetto di conduzione. Fondamentalmente, il trasferimento dell'energia termica si basa sulla diffusione di elettroni liberi. Affinché il calore si sposti da un oggetto o materiale a un altro, gli atomi adiacenti vibrano l'uno contro l'altro. Ciò è causato dagli elettroni che si spostano da un atomo all'altro. In termini di liquidi, le molecole sono più distanti, motivo per cui l'energia termica viene trasferita a un ritmo più lento quando è presente questo stato della materia.
La convezione è anche importante per il flusso di calore. Ciò si verifica quando un oggetto solido o una superficie si trova vicino a un gas o un liquido. La velocità del transfert termico aumenta man mano che il movimento si muove più velocemente. Esistono due diversi tipi di convezione all'interno delle leggi della termodinamica: naturale e forzata. Si verificano naturalmente forze galleggianti dovute a variazioni di densità del gas o del liquido, mentre la convezione forzata è in risposta a un metodo artificiale come una pompa o un ventilatore.
Quando il calore viene trasferito dai materiali attraverso uno spazio vuoto, il concetto è noto come radiazione . Ciò si verifica per tutti gli oggetti sopra lo zero assoluto, anche quelli situati all'interno di un vuoto perfetto. Ad esempio, le radiazioni del Sole viaggiano attraverso il vuoto dello spazio prima di colpire la terra e altri pianeti.
Il principio generale della termodinamica e del flusso di calore sono stati stabiliti da Sir Isaac Newton. La legge del raffreddamento afferma che "il tasso di perdita di calore di un corpo è proporzionale alla differenza di temperature tra il corpo e l'ambiente circostante o l'ambiente". Questo può essere osservato analizzando il cibo. Ad esempio, quando una torta viene rimossa dal forno e posizionata in una finestra fresca, il tasso di perdita di calore viene determinato dalla temperatura dell'aria.
Un interessante effetto collaterale del flusso di calore può verificarsi quando il vapore si trasforma nella sua fase liquida. Conosciuto come condensazione, questo processo si basa sulla forma gassosa di un liquido che cambia. Questo è visto in natura sotto forma di nebbia o su un bicchiere fresco in una giornata calda.