4. Sưởi ấm là gì?

Mục lục của trang này:

[Dẫn nhiệt]
[Đối lưu nhiệt]
[Bức xạ nhiệt]
[Mục lục khoa học về tia hồng ngoại ]

Năng lượng nhiệt chuyển từ nhiệt độ cao hơn đến nhiệt độ thấp hơn.
Có ba nguyên tắc về cách nhiệt truyền đi: dẫn truyền, đối lưu và bức xạ.
Trong các tình huống thực tế, quá trình truyền nhiệt diễn ra bằng cách sử dụng sự kết hợp của ba nguyên tắc này.

[Dẫn nhiệt]

Khi bạn làm nóng đầu một thanh kim loại, nhiệt lượng sẽ truyền dần sang đầu kia.
Sự truyền nhiệt qua vật liệu này được gọi là dẫn nhiệt.
Độ dẫn nhiệt thay đổi tùy theo chất. Kim loại là chất dẫn nhiệt tốt.
Chất khí nói chung là chất dẫn nhiệt kém.
Do đó, vật liệu xốp có độ dẫn nhiệt thấp hơn vật liệu dày đặc và vật liệu này được sử dụng làm chất cách nhiệt.
Dẫn nhiệt là hiện tượng tạo ra dòng nhiệt (lượng năng lượng đi qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian) tỷ lệ với gradient nhiệt độ bên trong một chất mà không có sự chuyển động của chất đó và được biểu thị bằng công thức sau là định luật Fourier.

q = Thông lượng nhiệt W/m2
k = Độ dẫn nhiệt W/mK
T = Nhiệt độ K
X= Vị trí m
q＝-k　x　dT/dX

[Đối lưu nhiệt]

Khi nước hoặc không khí (lỏng hoặc khí) được làm nóng từ phía dưới, phần nóng lên sẽ nở ra, trở nên loãng hơn và dâng lên, trong khi phần trên lạnh hơn đi xuống. Hành động này được lặp lại và nhiệt độ của toàn bộ tăng lên.
Đối lưu là phương pháp truyền nhiệt bằng sự chuyển động của chất lỏng và chất khí.
Đối lưu nhiệt mô tả sự truyền nhiệt tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ và mô tả dòng nhiệt với các hiện tượng vật lý khác như dòng vật chất, ngưng tụ, bay hơi và thay đổi nồng độ.
dq = lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian (W/m2)
h = hệ số truyền nhiệt
Tf = nhiệt độ chất lỏng
Ts＝ là nhiệt độ của bề mặt rắn
dq=h(Tf − Ts)

[Bức xạ nhiệt]

Bức xạ nhiệt là phương pháp truyền nhiệt không cần môi trường trung gian như nhiệt mặt trời (sóng điện từ) truyền trực tiếp xuống mặt đất và làm trái đất nóng lên.
Lúc này, nhiệt được vật liệu hấp thụ trực tiếp dưới dạng sóng điện từ, làm tăng nhiệt độ của vật liệu.
Sự truyền nhiệt của tia hồng ngoại xa (kích hoạt sự dao động lẫn nhau của các nguyên tử tạo thành vật chất) chính xác là bức xạ nhiệt.
Nếu có chất khí trong môi trường trung gian như nitơ (N2) hoặc oxy (O2) thì tia hồng ngoại xa sẽ không bị hấp thụ, nhưng nếu đó là chất khí có tính phân cực như carbon dioxide (CO2) hoặc hơi nước (H2O). ), Nó được hấp thụ bởi khí.
Bức xạ nhiệt là năng lượng phát ra từ các bề mặt rắn dưới dạng sóng điện từ theo định luật Planck và sự trao đổi năng lượng đó tuân theo định luật Kirchhoff.
Định luật chính liên quan đến nhiệt độ là định luật Stefan Boltzmann, phát biểu rằng năng lượng bức xạ của vật đen tỷ lệ với lũy thừa bậc bốn của nhiệt độ của vật.