열유속이란?

열유속은 열 에너지의 흐름을 의미합니다. 열 플럭스 (thermal flux)라고도하며, 특정 표면에서 열이 흐르면서 계산되는 열 에너지의 유속입니다. 다른 형태의 에너지와 마찬가지로 열은 잠재적 에너지 강하 방향 (열 에너지의 경우 온도)으로 전도 및 대류에 의해 흐릅니다.

과학자들은 열의 흐름을 측정 할 때 먼저 열 에너지가 전달되는 두 위치에서 온도를 샘플링합니다. 모든 형태의 에너지와 마찬가지로 열은 고온에서 저온으로 높은 전위에서 낮은 전위로 흐릅니다. 매질의 원자 또는 분자가 더 빠르게 이동하고 진동할수록 해당 매질의 온도가 높아지고 움직임이 적고 압력이 적은 영역으로 향하는 압력이 커집니다. 열유속은 시간에 따른 온도 차이에 반응하여 온도 균형을 유지하고 온도가 변하는 상태에 도달하고 열이 흐르지 않는 열 평형 상태로 접근합니다.

액체 또는 가스와 같은 충분한 양의 유체가 주어지면 열유속은 주로 원자와 분자의 확산에 의해 대류를 통해 발생합니다. 입자가 빠르게 움직이는 부피에서 입자가 천천히 움직이는 부피로 열이 흐릅니다. 유체 입자는 더 느린 이동 입자 사이에 더 많은 공간이있는 차가운 영역으로 이동합니다. 원자는 고체에서 움직일 수 없기 때문에 열은 자유 전자의 움직임으로 인한 추가 에너지 분포와 함께 제한된 격자에서 원자 또는 분자의 진동에 의해 전도됩니다. 자유 전자의 움직임도 전기 전도의 특징이기 때문에, 우수한 전기 전도체는 또한 우수한 열 전도체이다.

온도 차이로 인한 열 유속을 잠열 열 유속과 달리 현열 열 유속이라고하며, 이는 매체의 상 변화로 인한 열의 흐름을 나타냅니다. 임계 열유속은 주어진 시간 동안 주어진 표면을 통해 펌핑 될 수있는 열의 양으로, 매체의 흐름 특성 (예 : 상태의 변화)이 변경됩니다. 재료가 단단해지면 격자 구조를 제한하는 에너지가 통합됩니다. 임계 열유속에서 일정량의 열이 재료로 펌핑 될 때 재료의 융점 또는 가스 전이 온도에 도달하고이 결합 에너지는 잠열로 방출됩니다.