온도 구배 란 무엇입니까?

온도 구배는 거리에 따른 온도의 점진적 변화입니다. 그래디언트의 기울기는 재료 내에서 일관됩니다. 다른 온도에서 두 물질이 서로 물리적으로 접촉 할 때마다 구배가 설정됩니다. 온도 기울기 측정 단위는 인치당 ° F 또는 미터당 ° C와 같이 단위 거리 당 각도입니다.

많은 온도 구배가 자연스럽게 존재하지만 다른 것들은 생성됩니다. 지구상에서 가장 큰 온도 구배는 지구 자체입니다. 지구 핵심의 온도는 약 9,000 ° F (5,000 ° C)로 추정됩니다. 코어와 맨틀 사이의 경계에서 3,700 ° C (6,650 ° F) 인 반면 크러스트 온도는 약 200 ° F (93 ° C)입니다. 각 층은 층의 열전도율에 따라 다른 기울기의 온도 구배를 갖습니다.

지구와 태양 사이에는 대기가 없기 때문에 온도 구배가 존재하지 않습니다. 열용량은 재료가 열을 유지하는 능력입니다. 진공은 열용량이 없습니다.

대류는 열 구배를 파괴합니다. 소스 냄비를 가열하면 버너에 가장 가까운 액체가 가장 뜨겁습니다. 교반하면, 뜨거운 액체는 더 차가운 액체와 혼합되고, 열은 고르게 분포되고, 온도 구배는 무효화된다.

교반하지 않으면, 대류 열전달로 인해 따뜻한 액체가 올라가고 차가워지며 약간의 순환이 일어나지 만, 능동적 인 교반만큼 효과적이지 않습니다. 시간이 지남에 따라 바닥에서 열을 전달하는 전도력은 물이 순환하는 대류 력과 균형을 이룰 것입니다. 열원이 낮 으면 순환이 느려지고 급격한 온도 구배가 발생할 수 있으며 소스가 바닥에서 타 버릴 수 있습니다. 열이 높으면 소스가 끓고 대류에 의한 열 전달이 높으며 온도 구배가 0에 가까워집니다.

단열재는 열전도율이 낮은 재료를 열원 옆에 두어 열 전달을 지연시키는 데 사용됩니다. 단열재는 절연체와 주변 조건 사이의 열 구배를 유지하는 데 도움이됩니다. 폼은 열이 덜 쉽게 전달되기 때문에 커피는 알루미늄 컵보다 폼 컵에서 더 따뜻하게 유지됩니다. 마찬가지로, 커피 드링크는 열 구배가 거의 0이고 컵 외부 온도가 컵 내부 온도와 거의 같기 때문에 알루미늄 컵을 집어 올리는 몇 손가락을 태울 수 있습니다.

안정적으로 유지하려면 열 구배에 일정한 열원과 사용 가능한 방열판이 있어야합니다. 화학 반응을 수행 할 때를 제외하고 일정한 구배를 유지하는 것은 거의 중요하지 않습니다. 많은 산업 공정에는 신중한 열 제어가 필요합니다. 살아있는 세포는 또한 최적의 성능을 위해 신중한 열 제어를 유지해야합니다. 과학자들은 인체 전체가 어떻게 핵심과 외부 세계 사이의 온도 구배를 유지하는지 이해하지만, 개별 세포가 이용할 수있는 옵션은 명확하지 않습니다.