熱バランスとは？

システムに入る熱量が発生した熱の量に等しい場合、

熱バランスが達成されます。熱バランスのシステム全体の温度は、時間の経過とともに安定したままです。場合によっては、代わりにエネルギーバランスという用語を使用する場合があります。生物学、地質学、製造、宇宙船の設計の分野のシステムは、適切に機能するために安定した温度に保つ必要があります。

動物の恒常性には、動物の内部温度を比較的安定させるという概念が含まれています。哺乳類や鳥を含む多くの生物では、生物内に存在する熱の量は、熱のわずかな変動でさえ生物が死ぬ可能性があるため、一定のままでなければなりません。動物は皮膚を通して熱を失い、代謝を通して熱を発生させて、外部温度の上昇と下降を補います。動物から放射する熱の量と動物によって発生または吸収される熱の量が比較的等しい場合、その動物は熱バランスの状態。

地質学では、熱バランスという用語は、惑星全体によって吸収および放出される熱の量を指します。惑星は太陽によって加熱され、わずかに、惑星の核からマグマの放出によって加熱されます。惑星はその熱の一部を宇宙に戻します。熱バランスは地質学的に重要な概念です。なぜなら、惑星が熱に関して相対的な平衡状態にない場合、平均温度が上昇または下降する可能性があり、地球温暖化またはグローバル冷却のいずれかを作り出すことができるからです。惑星の熱バランスのわずかな変化でさえ、惑星に生息する生物に影響を与える可能性があります。

熱バランスは、多くのマシンが特定の温度範囲内でのみ実行されるため、エンジニアリングの重要な概念です。ヒートシンクと呼ばれるデバイスは、機械が安定した温度を維持できるように、電気部品から余剰熱を放射するのに役立つために使用されます。同様に、宇宙船は比較的安定した温度を維持する必要がありますが、太陽や惑星などの熱源に向かって移動すると、より多くの熱にさらされます。適応性のある熱バランシングシステムでこれらのクラフトを設計することで、スペースを移動する際に機能し続けることができます。

エンジニアが工場を設計する場合、工場の運用の熱バランスを考慮する必要があります。多くの場合、煙や蒸気の形で工場から熱が放出されます。これは、工場がリサイクルできるエネルギーを無駄にし、運用コストを削減するのに役立ちます。優れた熱バランスを備えた工場は、作成する追加の熱のほとんどを使用しています。