Vad är värmeflöde?

Överföring av termisk energi från ett varmt område till ett svalt område kallas värmeflöde . Detta inträffar när ett visst föremål eller ett material har en annan temperatur än omgivande föremål. Principen bakom denna process involverar det faktum att termisk jämvikt måste ske mellan objekt, även känd som termodynamikens andra lag. I huvudsak, när det finns en skillnad i temperatur mellan material, kan värmeflödet bara bromsas, inte stoppas.

Värmeflödet bygger starkt på konduktionsledningen. I grund och botten överförs värmeenergin på fri elektrondiffusion. För att värmen ska röra sig från ett föremål eller ett material till ett annat, vibrerar angränsande atomer mot varandra. Detta orsakas av att elektronerna rör sig från en atom till en annan. När det gäller vätskor är molekylerna längre ifrån varandra, vilket är anledningen till att termisk energi överförs i en långsammare hastighet när detta tillstånd är närvarande.

Konvektion är också viktigt för värmeflödet. Detta inträffar när ett fast föremål eller en yta är belägen nära en gas eller vätska. Hastigheten för värmeöverföring ökar när rörelsen rör sig snabbare. Två olika typer av konvektion finns inom lagarna för termodynamik: naturlig och tvingad. Flytande krafter på grund av densitetsvariationer av gasen eller vätskan inträffar naturligtvis, medan tvingad konvektion svarar på en konstgjord metod såsom en pump eller fläkt.

När värme överförs från material genom ett tomt utrymme kallas konceptet strålning . Detta inträffar för alla objekt över absolut noll, även de som ligger i ett perfekt vakuum. Till exempel strålar från solen genom rymdvakuumet innan det påverkar jorden och andra planeter.

Den allmänna principen för termodynamik och värmeflöde fastställdes av Sir Isaac Newton. Kyllagen säger att "hastigheten för en förlust av en kropp är proportionell mot skillnaden i temperaturer mellan kroppen och dess omgivning, eller miljö." Detta kan observeras genom att analysera mat. Till exempel, när en paj tas bort från ugnen och placeras i ett svalt fönster, bestäms hastigheten för värmeförlust av lufttemperaturen.

En intressant biverkning av värmeflödet kan uppstå när ånga ändras till dess vätskefas. Denna process, känd som kondensation, förlitar sig på att gasformen av en vätska förändras. Detta syns i naturen i form av dimma eller på ett svalt glas på en varm dag.