Hőátvitel vs termodinamika
A hőátadás a termodinamikában tárgy alt téma. A termodinamika fogalmai nagyon fontosak a fizika és a mechanika egészének tanulmányozásában. A termodinamika a fizika egyik legfontosabb tudományterülete. Létfontosságú a hőátadás és a termodinamika fogalmainak megfelelő megértése annak érdekében, hogy kitűnjünk azokon a területeken, ahol ezeket a fogalmakat alkalmazzák. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi az a hőátadás és a termodinamika, definícióik és alkalmazásaik, a termodinamika és a hőátadás közötti hasonlóságok és végül a termodinamika és a hőátadás közötti különbség.
Termodinamika
A termodinamika két fő területre osztható. Az első a klasszikus termodinamika, a második a statisztikai termodinamika. A klasszikus termodinamika „teljes” tudományterületnek tekinthető, ami azt jelenti, hogy a klasszikus termodinamika tanulmányozása befejeződött. A statisztikai termodinamika azonban még mindig fejlődő terület, sok nyitott ajtóval.
A klasszikus termodinamika a termodinamika négy törvényén alapul. A termodinamika nulladik főtétele a termikus egyensúlyt írja le, a termodinamika első főtétele az energia megmaradásán, a termodinamika második főtétele az entrópia fogalmán, a termodinamika harmadik főtétele pedig a Gibbs-szabadenergián. A statisztikai termodinamika nagyrészt a kvantumszinten alapul, a mikroszkopikus szintű mozgást és mechanikát pedig a termodinamikával veszik figyelembe, és főleg a statisztikákkal foglalkozik.
Hőátvitel
Amikor két, hőenergiával rendelkező tárgy ki van téve, hajlamosak az energiát hő formájában átadni. A hőátadás fogalmának megértéséhez először meg kell értenünk a hő fogalmát. A hőenergia, más néven hő, a rendszer belső energiájának egy formája. A hőenergia az oka a rendszer hőmérsékletének. A hőenergia a rendszer molekuláinak véletlenszerű mozgása miatt jön létre. Minden olyan rendszernek, amelynek hőmérséklete abszolút nulla felett van, pozitív hőenergiája van. Maguk az atomok nem tartalmaznak hőenergiát. Az atomoknak kinetikus energiájuk van. Amikor ezek az atomok egymással és a rendszer falaival ütköznek, fotonként hőenergiát szabadítanak fel. Egy ilyen rendszer fűtése növeli a rendszer hőenergiáját. Minél magasabb a rendszer hőenergiája, annál nagyobb lesz a rendszer véletlenszerűsége.
A hőátadás a hő mozgása egyik helyről a másikra. Ha két rendszer, amelyek termikusan érintkeznek, különböző hőmérsékletűek, a magasabb hőmérsékletű objektumból származó hő az alacsonyabb hőmérsékletű objektum felé áramlik, amíg a hőmérsékletek egyenlővé nem válnak. A spontán hőátadáshoz hőmérséklet-gradiens szükséges.
A hőátadás sebességét wattban, míg a hőmennyiséget joule-ban mérik. Az egység watt joule per egységnyi idő.
Mi a különbség a hőátadás és a termodinamika között?
• A termodinamika hatalmas kutatási terület, míg a hőátadás csak egyetlen jelenség.
• A hőátadás a termodinamika alatt vizsgált jelenség.
• A hőátadás mennyiségileg mérhető fogalom, de a termodinamika nem ilyen téma.
