Пренос на топлина срещу термодинамика
Топлопредаването е тема, обсъждана в термодинамиката. Понятията термодинамика са много важни при изучаването на физиката и механиката като цяло. Термодинамиката се счита за една от най-важните области на изучаване на физиката. Жизненоважно е да имате правилно разбиране на концепциите за пренос на топлина и термодинамика, за да постигнете отлични постижения в областите, които имат приложения на тези концепции. В тази статия ще обсъдим какво представляват преносът на топлина и термодинамиката, техните дефиниции и приложения, сходствата между термодинамиката и преноса на топлина и накрая разликата между термодинамиката и преноса на топлина.
Термодинамика
Термодинамиката може да бъде разделена на две основни области. Първата е класическата термодинамика, а втората е статистическата термодинамика. Класическата термодинамика се разглежда като „цялостна“област на изследване, което означава, че изучаването на класическата термодинамика е приключило. Статистическата термодинамика обаче все още е развиваща се област с много отворени врати.
Класическата термодинамика се основава на четирите закона на термодинамиката. Нулевият закон на термодинамиката описва топлинното равновесие, първият закон на термодинамиката се основава на запазването на енергията, вторият закон на термодинамиката се основава на концепцията за ентропия, а третият закон на термодинамиката се основава на свободната енергия на Гибс. Статистическата термодинамика се основава до голяма степен на квантовото ниво, а движението на микроскопичното ниво и механиката се разглеждат с термодинамиката и основно се занимава със статистика.
Пренос на топлина
Когато два обекта, които имат топлинна енергия, са изложени, те са склонни да предават енергия под формата на топлина. За да се разбере понятието за пренос на топлина, първо трябва да се разбере понятието за топлина. Топлинната енергия, известна още като топлина, е форма на вътрешна енергия на системата. Топлинната енергия е причината за температурата на системата. Топлинната енергия възниква поради произволните движения на молекулите на системата. Всяка система с температура над абсолютната нула има положителна топлинна енергия. Самите атоми не съдържат никаква топлинна енергия. Атомите имат кинетични енергии. Когато тези атоми се сблъскат един с друг и със стените на системата, те отделят топлинна енергия като фотони. Загряването на такава система ще увеличи топлинната енергия на системата. Колкото по-висока е топлинната енергия на системата, толкова по-висока ще бъде случайността на системата.
Топлопредаването е движение на топлина от едно място на друго. Когато две системи, които са в термичен контакт, са с различни температури, топлината от обекта при по-висока температура ще тече към обекта с по-ниска температура, докато температурите се изравнят. За спонтанен топлообмен е необходим температурен градиент.
Скоростта на топлопреминаване се измерва във ватове, докато количеството топлина се измерва в джаули. Единицата ват се определя като джаули за единица време.
Каква е разликата между топлообмен и термодинамика?
• Термодинамиката е обширна област на изследване, докато преносът на топлина е само едно явление.
• Топлопредаването е явление, изучавано по термодинамика.
• Топлопреносът е количествено измерима концепция, но термодинамиката не е такъв предмет.
