Co to jest utrata ciepła?

Strata ciepła to strata netto ciepła przez przeniesienie z cieplejszych do chłodniejszych obszarów. Środowisko zwykle działa w kierunku równowagi termodynamicznej, w której nie dochodzi do wymiany ciepła, ponieważ wszystko jest w równym stanie. Po drodze dochodzi do utraty ciepła. Może to być ważne dla wszystkiego - od zrozumienia, jak działa chłodzenie, po izolację domu, aby utrzymać możliwie jak najbardziej stabilną temperaturę wewnętrzną.

Można przenosić ciepło na kilka sposobów. Jednym z nich jest przewodzenie, w którym gorący przedmiot wchodzi w kontakt z chłodniejszym. Podekscytowane atomy w gorącym obiekcie uderzają w te w chłodnym, przenosząc energię i powodując netto utratę ciepła. Konwekcja z gazami i płynami umożliwia cyrkulację ciepłej energii i prowadzi do strat ciepła. W promieniowaniu cieplnym naładowane cząstki emanują z obiektu i przenoszą się na najbliższy obiekt, jak pies leżący przed ciepłym piecem.

W czymś takim jak projekt domu utrata ciepła jest powodem do niepokoju. Duża powierzchnia domu tworzy dużo miejsca na przewodzenie powietrza zewnętrznego, podczas gdy konwekcja w domu zachęci ciepłe powietrze do uniesienia, a następnie ucieczki przez dach przez przewodzenie. Niektóre kroki, które projektanci mogą podjąć, aby rozwiązać te problemy, obejmują silną izolację domu w celu stworzenia bariery, a także odbijanie ciepła z zewnątrz, aby zapobiec przewodzeniu przez ściany i do wnętrza w gorącym klimacie.

Równania mogą modelować przepływ i straty ciepła na potrzeby projektowania lub badań. Różne materiały mają swoje właściwości, które mogą determinować szybkość utraty i przenoszenia ciepła. W niektórych ustawieniach naukowcy mogą być w stanie wykorzystać różne szybkości przewodzenia. Można to zaobserwować w przypadku mechanicznych elementów sterujących niektórych termostatów, w których dwa paski metalu cyklicznie włączają i wyłączają ciepło, gdy rozszerzają się i kurczą w odpowiedzi na zmiany temperatury.

Utrata ciepła może być również problemem w medycynie, gdzie temperatura wewnętrzna może bardzo szybko spaść przy złej pogodzie i może być trudna do przywrócenia. Pacjenci w stanie hipotermii mogą potrzebować koców, butelek z gorącą wodą i innych środków wspomagających, aby powoli się ponownie rozgrzać. Jak każdy, kto zetknął się z osobą tuż poza zimną wodą, wie, że wymiana ciepła może również zachodzić między ludźmi. Osoba, która siedziała na brzegu, poczuje się zimniej po kontakcie z pływakiem, ponieważ doświadcza wymiany ciepła.