Šilumos perdavimas prieš termodinamiką
Šilumos perdavimas yra termodinamikos tema. Termodinamikos sąvokos yra labai svarbios tiriant fiziką ir mechaniką kaip visumą. Termodinamika laikoma viena iš svarbiausių fizikos studijų krypčių. Labai svarbu tinkamai suprasti šilumos perdavimo ir termodinamikos sąvokas, kad galėtume tobulėti srityse, kuriose šios sąvokos taikomos. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra šilumos perdavimas ir termodinamika, jų apibrėžimus ir taikymą, termodinamikos ir šilumos perdavimo panašumus ir galiausiai skirtumą tarp termodinamikos ir šilumos perdavimo.
Termodinamika
Termodinamiką galima suskirstyti į dvi pagrindines sritis. Pirmasis yra klasikinė termodinamika, o antrasis - statistinė termodinamika. Klasikinė termodinamika laikoma „visa“studijų sritimi, o tai reiškia, kad klasikinės termodinamikos studijos baigtos. Tačiau statistinė termodinamika tebėra besivystanti sritis su daug atvirų durų.
Klasikinė termodinamika remiasi keturiais termodinamikos dėsniais. Nulinis termodinamikos dėsnis apibūdina šiluminę pusiausvyrą, pirmasis termodinamikos dėsnis pagrįstas energijos išsaugojimu, antrasis termodinamikos dėsnis pagrįstas entropijos samprata, o trečiasis termodinamikos dėsnis pagrįstas Gibso laisvąja energija. Statistinė termodinamika daugiausia grindžiama kvantiniu lygiu, o mikroskopinio lygio judėjimas ir mechanika nagrinėjami termodinamika ir daugiausia susijusi su statistika.
Šilumos perdavimas
Kai veikiami du objektai, turintys šiluminę energiją, jie linkę perduoti energiją šilumos pavidalu. Norint suprasti šilumos perdavimo sąvoką, pirmiausia reikia suprasti šilumos sąvoką. Šiluminė energija, taip pat žinoma kaip šiluma, yra sistemos vidinės energijos forma. Šiluminė energija yra sistemos temperatūros priežastis. Šiluminė energija atsiranda dėl atsitiktinių sistemos molekulių judėjimo. Kiekviena sistema, kurios temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį, turi teigiamą šiluminę energiją. Pačiuose atomuose šiluminės energijos nėra. Atomai turi kinetinę energiją. Kai šie atomai susiduria vienas su kitu ir su sistemos sienomis, jie išskiria šiluminę energiją fotonų pavidalu. Tokios sistemos šildymas padidins sistemos šiluminę energiją. Kuo didesnė sistemos šiluminė energija, tuo didesnis sistemos atsitiktinumas.
Šilumos perdavimas yra šilumos judėjimas iš vienos vietos į kitą. Kai dvi sistemos, kurios yra termiškai kontaktuojamos, yra skirtingos temperatūros, aukštesnės temperatūros objekto šiluma tekės į žemesnės temperatūros objektą, kol temperatūros bus vienodos. Temperatūros gradientas būtinas spontaniškam šilumos perdavimui.
Šilumos perdavimo greitis matuojamas vatais, o šilumos kiekis matuojamas džauliais. Vienetas vatas apibrėžiamas kaip džauliai per laiko vienetą.
Kuo skiriasi šilumos perdavimas ir termodinamika?
• Termodinamika yra didžiulė studijų sritis, o šilumos perdavimas yra tik vienas reiškinys.
• Šilumos perdavimas yra termodinamikos tyrinėjamas reiškinys.
• Šilumos perdavimas yra kiekybiškai išmatuojama sąvoka, tačiau termodinamika nėra tokia tema.
