Co to jest ciepło jawne?
Ciepło jawne to nazwa energii w postaci ciepła, która powoduje albo wzrost, albo spadek temperatury. Jego nazwa wynika z faktu, że można go wyczuć jako zmianę temperatury. Przekazywanie tego rodzaju energii cieplnej odbywa się albo jako przewodzenie, albo przez konwekcję.
Dodanie tej formy ciepła powoduje wzrost temperatury, natomiast jego usunięcie powoduje spadek temperatury. Różni się od ciepła utajonego, które nie zmienia temperatury substancji. Utajone ciepło jest raczej ciepłem, które jest wymieniane między substancją a jej otoczeniem podczas zmiany fazy zachodzącej w stałej temperaturze, takiej jak topienie się lodu w ciekłą wodę.
W celu zmierzenia lub oszacowania ciepła jawnego można zastosować różne techniki w zależności od konkretnych okoliczności. W bardzo prostych przypadkach, takich jak pomiar wzrostu temperatury substancji w kuchni lub laboratorium, termometr może być wszystkim, co konieczne. Nie byłoby to praktyczne w bardzo dużych skalach, takich jak pomiar rozsądnego strumienia ciepła lub transferu ciepła na jednostkę powierzchni w czasie, dużego regionu geograficznego. W takich sytuacjach strumień ciepła jawnego można oszacować za pomocą metody statystycznej znanej jako kowariancja wirów lub zmierzyć za pomocą urządzenia optycznego zwanego scyntylometrem o dużej aperturze.
Ciepło jawne jest przedmiotem zainteresowania w takich dziedzinach, jak meteorologia i klimatologia, gdzie jest wykorzystywane w obliczeniach prognozowania pogody w bliskiej perspektywie i długookresowym modelowaniu klimatu. Powierzchnia ziemi pochłania ciepło ze słońca w postaci promieniowania i przekształca je w ciepło jawne i utajone. Przekształcenie go w ciepło jawne powoduje zmiany temperatur powierzchni ziemi, zarówno lądu, wody, jak i atmosfery.
Innym obszarem, w którym ta forma ciepła ma znaczenie, jest ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja (HVAC). Rozsądne obciążenie cieplne jest jednym z czynników określających niezbędną temperaturę powietrza dostarczanego do pomieszczenia i wymaganą szybkość przepływu powietrza w celu utrzymania pożądanej temperatury w pomieszczeniu. Można go wykorzystać do obliczeń HVAC w postaci wskaźnika ciepła jawnego (SHR), który jest ilością ciepła jawnego podzieloną przez całkowitą ilość ciepła w danej przestrzeni. Sprzęt HVAC dobiera się w taki sposób, aby SHR systemu był zgodny z SHR pomieszczenia lub budynku, w którym będzie używany.
Ciepło jawne może być również magazynowane do późniejszego wykorzystania przez podniesienie temperatury materiału, który później uwolni to ciepło do wykorzystania w razie potrzeby. Na przykład energia słoneczna może być skoncentrowana i przechowywana w ten sposób w ciągu dnia, a następnie pobierana z magazynu w godzinach, gdy słońce nie świeci. Materiały, które mogą być użyte jako nośniki pamięci, zależą od temperatury przechowywania, wielkości systemu i innych czynników. Mogą zawierać tak różnorodne materiały, jak woda, różne rodzaje kamieni, stopione sole, ciekłe metale i inne.