Sıcaklık Degradesi Nedir?

Bir sıcaklık gradyanı, mesafedeki sıcaklıktaki kademeli varyanstır. Degradenin eğimi bir malzemenin içinde tutarlıdır. Farklı sıcaklıklarda iki malzeme birbirleriyle fiziksel temas halinde olduğunda, bir gradyan oluşturulur. Sıcaklık gradyanlarının ölçü birimleri, inç başına ° F veya metre başına ° C gibi birim mesafe başına derecedir.

Birçok sıcaklık gradyanı doğal olarak bulunurken, diğerleri yaratılır. Dünyadaki en büyük sıcaklık gradyanı Dünya'nın kendisidir. Dünya çekirdeğinin sıcaklığının yaklaşık 9.000 ° F (5.000 ° C) olduğu tahmin edilmektedir; çekirdek ve manto arasındaki sınırda 6,650 ° F'dir (3,700 ° C), kabuk sıcaklığı ise yaklaşık 200 ° F'dir (93 ° C). Her katman, katmanın ısı iletkenliğine bağlı olarak farklı bir eğimde bir sıcaklık derecesine sahiptir.

Dünya ile güneş arasında sıcaklık gradyanı yoktur, çünkü aralarında bir atmosfer yoktur. Isı kapasitesi, bir malzemenin ısı tutma kabiliyetidir. Bir vakum sıfır ısı kapasitesine sahiptir.

Konveksiyon, termal bir degradeyi yok eder. Bir tencerenin sosu ısıtılırken, brülöre en yakın olan sıvı en sıcak hale gelir. Karıştırıldığında, sıcak sıvı daha soğuk bir sıvı ile karışır, ısı eşit bir şekilde dağılır ve sıcaklık gradyanı iptal edilir.

Karıştırılmadan bırakılırsa, konvektif ısı transferi ılık sıvının yükselmesine ve soğumasının düşmesine ve aktif karıştırma kadar etkili olmamasına rağmen bazı dolaşımlara neden olur. Zamanla, ısıyı tabandan ileten iletim kuvvetleri, suyun dolaşmasına neden olan taşınım kuvvetleri ile denge kuracaktır. Isı kaynağı düşükse, dolaşım yavaş olacaktır, dik bir sıcaklık gradyanı bulunabilir ve sos dibinde yanabilir. Isı yüksekse, sos kaynar, konveksiyonla ısı transferi yüksek ve sıcaklık gradyanı sıfıra yakın olur.

Yalıtım, ısı kaynağının yanına düşük ısı iletkenliği olan bir malzeme koyarak ısı transferini geciktirmek için kullanılır. Yalıtım, yalıtılmış nesne ve ortam koşulları arasındaki termal gradyanın korunmasına yardımcı olur. Kahve bir köpük kabın içinde bir alüminyum kabın içinde olduğundan daha sıcak kalacaktır çünkü köpük daha az ısı iletir. Benzer şekilde, kahve içicisi alüminyum kupayı toplayan birkaç parmağı yakabilir çünkü termal gradyan sıfıra yakındır ve kabın dışının sıcaklığı kabın içiyle neredeyse aynıdır.

Kararlı olması için, bir termal gradyanın sabit bir ısı kaynağına ve mevcut bir soğutucuya sahip olması gerekir. Sabit gradyanların sürdürülmesi, kimyasal reaksiyonlar yapılması dışında nadiren önemlidir. Pek çok endüstriyel proses dikkatli ısı kontrolü gerektirir. Canlı hücre ayrıca optimum performans için dikkatli ısı kontrolleri sağlamalıdır. Bilim adamları, insan vücudunun bir bütün olarak çekirdeği ve dış dünya arasındaki sıcaklık değişimini nasıl sürdürdüğünü anlasa da, tek tek hücrelere sunulan seçenekler daha az belirgindir.