pemindahan haba

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa itu pemindahan haba dan bagaimana ia berlaku melalui pengaliran, perolakan dan sinaran. Di samping itu, penebat dan ukuran.

Haba sentiasa dipindahkan dari sistem suhu yang lebih tinggi ke lebih rendah.

Apakah pemindahan haba?

Ia dipanggil pemindahan haba, pemindahan haba, atau pemindahan haba. haba kepadafenomena fizikal yang terdiri daripada pemindahan tenaga haba dari satu medium ke medium yang lain.

Ini berlaku apabila duasistem yang berbezasuhu diletakkan dalam sentuhan, membenarkan pengaliran tenaga dari titik suhu tertinggi ke terendah, sehingga mencapai akeseimbangan haba, di mana suhu disamakan.

Proses pemindahan haba tidak dapat dihentikan (ia tidak boleh dihentikan) walaupun ia boleh diperlahankan (ia boleh diperlahankan), menggunakan bar dan penebat. Tetapi selagi terdapat perbezaan haba dalam Alam semesta, haba akan cenderung untuk dipindahkan melalui media yang ada. Bergantung kepada mereka, pemindahan tersebut mungkin berlaku dalam tiga mod: pengaliran, perolakan dan sinaran.

Memandu

Pengaliran haba sering digunakan untuk memasak makanan.

Pengaliran dipanggil pemindahan haba melalui sentuhan langsung zarah satu bahan dengan bahan lain, tanpa memindahkan jirim antara jasad. Berlaku dalam semua negeri agregasi: padu, cecair atau bergas, walaupun dalam dua perolakan terakhir biasanya lebih disukai.

Jumlah haba yang dipindahkan melalui pengaliran ditentukan oleh Hukum Fourier, mengikut mana kadar pemindahan haba melalui jasad adalah berkadar dengan kecerunan suhu yang wujud di dalamnya.

Contoh mudah dilihat dalam dapur elektrik: penunu dipanaskan oleh kesan rintangan elektrik dan haba itu dipindahkan melalui pengaliran ke kuali yang kita letakkan di atasnya dan, seterusnya, kuali akan melakukan perkara yang sama dengan makanan kita nak masak apa.

Ia juga berlaku apabila, secara tidak sengaja, kita menyentuh kuali panas dengan tangan kita: haba akan berpindah ke kulit kita apabila bersentuhan, menyebabkan melecur.

Perolakan

Jika dua cecair bercampur, satu dengan suhu yang lebih tinggi memindahkan haba ke yang lain.

Perolakan adalah serupa dengan pengaliran, kecuali ia berlaku dalam kes di mana cecair menerima haba dan bergerak untuk menghantarnya dalam ruang di mana ia terkandung. Perolakan ialah pengangkutan haba dengan cara pergerakan bendalir, sama ada gas atau cecair.

Pemindahan ini berlaku dalam istilah yang ditetapkan oleh Hukum Penyejukan Newton, yang menyatakan bahawa jasad kehilangan habanya pada kadar yang berkadar dengan perbezaan suhu antara jasad dan persekitarannya.

Contoh yang jelas tentang ini berlaku apabila kita memanaskan air dalam bekas. Haba yang dipindahkan melalui pengaliran dari bekas ke cecair akan memanaskan bahagian yang bersentuhan langsung dengannya, yang akan naik dan memaksa bahagian cecair sejuk yang lain mengambil tempatnya, lantas memanaskan bekas dengan sekata. air.

Sinaran

Sinaran boleh berlaku melalui udara dan juga dalam vakum.

Jenis pemindahan haba terakhir juga merupakan satu-satunya yang boleh berlaku tanpa adanya sentuhan dan, oleh itu, juga pada medium fizikal, iaitu, dalam vakum.

Ini kerana asalnya adalah dalam pergerakan haba zarah sarat denganperkara, yang mencetuskan pelepasan zarah elektromagnet, iaitu sinaran haba, keamatannya bergantung kepada suhu dan panjang bentuk gelombang sinaran yang dipertimbangkan.

Secara amnya, badan dalam keadaan ini memancarkan sinaran ultraungu, tetapi dari suhu tertentu mereka boleh memancarkan sinaran dalam spektrum yang boleh dilihat, iaitu, ringan. Jumlah haba yang dipancarkan dengan cara ini boleh ditentukan oleh Undang-undang Stefan-Boltzmann.

Setiap hari kita melihat contoh terbaik sinaran haba: matahari. Walaupun berada 149.6 juta kilometer dari planet kita, suhu Matahari sangat tinggi sehingga memancarkan sejumlah besar cahaya dan haba ke angkasa.

Kedua-dua perkara mencapai permukaan tanah dan mereka memastikan ia hangat dan diterangi, dengan panjang gelombang antara ultraungu hingga inframerah, jelas melalui keseluruhan spektrum yang boleh dilihat.

Penebat dan penghalang sinaran

Penebat membolehkan suhu di dalam rumah kekal stabil.

Seperti yang telah kami katakan, pemindahan haba tidak boleh dihalang, tetapi ia boleh diperlahankan, melalui penggunaan bahan tertentu dan tertentu. Ini kerana semua bahan memindahkan haba dalam satu cara atau yang lain, tetapi tidak pada kadar yang sama atau dengan kemudahan yang sama.

Mereka yang menghantarnya dengan cepat dan cekap dipanggil konduktor haba. Sebaliknya, mereka yang melakukannya dengan perlahan dan susah payah, dipanggil penebat haba (konduksi dan perolakan) atau halangan (radiasi).

Contoh jelas bahan penebat ialah bahan yang membentuk termos, yang membolehkan cecair panas atau sejuk disimpan untuk jangka masa yang lebih lama, dengan memperlahankan pertukaran habanya dengan persekitaran.

Unit ukuran pemindahan haba

Mengikut dia Sistem Pengukuran Antarabangsa, yang kekonduksian sesuatu jasad dinyatakan dalam joule (J), manakala bagi pekerjaan dan juga Tenaga. Walau bagaimanapun, terdapat unit lain yang biasa digunakan untuk mengukur pemindahan haba:

  • Kilokalori (Kcal). A kalori ditakrifkan sebagai jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan dalam a darjah Celsius suhu satu gram air. Ia adalah ukuran yang sering digunakan dalam pemakanan untuk mengukur tenaga kimia terkandung dalam makanan. Satu kilokalori bersamaan dengan 1000 kalori.
  • BTU (dari bahasa Inggeris Unit Terma British atau unit terma British). Ia ditakrifkan sebagai jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu satu paun air sebanyak satu darjah Fahrenheit, yang bersamaan dengan 252 kalori. Langkah ini biasanya digunakan di negara berbahasa Inggeris, terutamanya United Kingdom dan Amerika Syarikat.
!-- GDPR -->