Lämmönsiirto vs termodynamiikka
Lämmönsiirto on aihe, josta keskustellaan termodynamiikassa. Termodynamiikan käsitteet ovat erittäin tärkeitä fysiikan ja koko mekaniikan tutkimuksessa. Termodynamiikkaa pidetään yhtenä fysiikan tärkeimmistä tutkimusalueista. Lämmönsiirron ja termodynamiikan käsitteiden ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voimme toimia erinomaisesti aloilla, joilla näitä käsitteitä käytetään. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä lämmönsiirto ja termodynamiikka ovat, niiden määritelmät ja sovellukset, termodynamiikan ja lämmönsiirron yhtäläisyydet ja lopuksi ero termodynamiikan ja lämmönsiirron välillä.
Termodynamiikka
Termodynamiikka voidaan jakaa kahteen pääkenttään. Ensimmäinen on klassinen termodynamiikka, ja toinen on tilastollinen termodynamiikka. Klassista termodynamiikkaa pidetään "täydellisenä" tutkimusalana, mikä tarkoittaa, että klassisen termodynamiikan tutkimus on päättynyt. Tilastollinen termodynamiikka on kuitenkin edelleen kehittyvä ala, jossa on paljon avoimia ovia.
Klassinen termodynamiikka perustuu termodynamiikan neljään lakiin. Termodynamiikan nulllaki kuvaa termisen tasapainon, ensimmäinen termodynamiikan laki perustuu energiansäästöön, toinen termodynamiikan laki perustuu entropian käsitteeseen ja kolmas termodynamiikan laki perustuu Gibbsin vapaaseen energiaan. Tilastollinen termodynamiikka perustuu pitkälti kvanttitasoon, ja mikroskooppinen tason liike ja mekaniikka otetaan huomioon termodynamiikassa ja käsittelee pääasiassa tilastoja.
Lämmönsiirto
Kun kaksi esineitä, joilla on lämpöenergiaa, altistuvat, ne pyrkivät siirtämään energiaa lämmön muodossa. Lämmönsiirron käsitteen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä lämmön käsite. Lämpöenergia, joka tunnetaan myös nimellä lämpö, on järjestelmän sisäinen energia. Lämpöenergia on syy järjestelmän lämpötilaan. Lämpöenergia johtuu järjestelmän molekyylien satunnaisista liikkeistä. Jokaisella järjestelmällä, jonka lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, on positiivinen lämpöenergia. Atomit itsessään eivät sisällä mitään lämpöenergiaa. Atomeilla on kineettisiä energioita. Kun nämä atomit törmäävät toisiinsa ja järjestelmän seiniin, ne vapauttavat lämpöenergiaa fotoneina. Tällaisen järjestelmän lämmittäminen lisää järjestelmän lämpöenergiaa. Suurempi järjestelmän lämpöenergia korkeampi on järjestelmän satunnaisuus.
Lämmönsiirto on lämmön siirtyminen paikasta toiseen. Kun kaksi lämpökosketettua järjestelmää ovat eri lämpötiloissa, esineestä tuleva lämpö virtaa korkeammassa lämpötilassa esineeseen, jolla on alempi lämpötila, kunnes lämpötilat ovat samat. Lämpötilagradientti on välttämätön spontaanille lämmönsiirrolle.
Lämmönsiirtonopeus mitataan wattina, kun taas lämmön määrä mitataan jouleina. Yksikkö watti määritellään jouleina aikayksikköä kohti.
Mitä eroa on lämmönsiirtoon ja termodynamiikkaan?
• Termodynamiikka on laaja tutkimusalue, kun taas lämmönsiirto on vain yksi ilmiö.
• Lämmönsiirto on termodynamiikassa tutkittu ilmiö.
• Lämmönsiirto on määrällisesti mitattavissa oleva käsite, mutta termodynamiikka ei ole sellainen aihe.
