Atšķirība starp siltuma pārnesi un termodinamiku

Siltuma pārnese pret termodinamiku

Siltuma pārnese ir tēma, kas tiek apskatīta termodinamikā. Termodinamikas jēdzieni ir ļoti svarīgi, pētot fiziku un mehāniku kopumā. Termodinamika tiek uzskatīta par vienu no svarīgākajiem fizikas studiju virzieniem. Ir ārkārtīgi svarīgi, lai būtu pareiza izpratne par siltuma pārneses un termodinamikas jēdzieniem, lai sasniegtu izcilību jomās, kuras izmanto šos jēdzienus. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir siltuma pārnese un termodinamika, to definīcijas un pielietojumi, termodinamikas un siltuma pārneses līdzības un visbeidzot atšķirība starp termodinamiku un siltuma pārnesi.

Termodinamika

Termodinamiku var iedalīt divos galvenajos laukos. Pirmais ir klasiskā termodinamika, bet otrais - statistiskā termodinamika. Klasiskā termodinamika tiek uzskatīta par “pilnīgu” pētījumu lauku, kas nozīmē, ka ir pabeigta klasiskās termodinamikas izpēte. Tomēr statistiskā termodinamika joprojām ir jaunattīstības lauks ar daudz atvērtām durvīm.

Klasiskā termodinamika balstās uz četriem termodinamikas likumiem. Termodinamikas nulles likums apraksta termisko līdzsvaru, pirmais termodinamikas likums balstās uz enerģijas saglabāšanu, otrais termodinamikas likums balstās uz entropijas jēdzienu, bet trešais termodinamikas likums balstās uz Gibsa brīvo enerģiju. Statistiskā termodinamika lielā mērā balstās uz kvantu līmeni, un mikroskopiskā līmeņa kustība un mehānika tiek ņemta vērā ar termodinamiku un galvenokārt nodarbojas ar statistiku.

Siltuma pārvade

Ja tiek pakļauti divi objekti, kuriem ir siltumenerģija, tie mēdz pārnest enerģiju siltuma veidā. Lai izprastu siltuma pārneses jēdzienu, vispirms ir jāsaprot siltuma jēdziens. Siltumenerģija, kas pazīstama arī kā siltums, ir sistēmas iekšējās enerģijas forma. Siltumenerģija ir sistēmas temperatūras cēlonis. Siltumenerģija rodas sistēmas molekulu nejaušu kustību dēļ. Katrai sistēmai, kuras temperatūra pārsniedz absolūto nulli, ir pozitīva siltumenerģija. Paši atomi nesatur siltumenerģiju. Atomiem ir kinētiskā enerģija. Kad šie atomi saduras viens ar otru un ar sistēmas sienām, tie izdala siltumenerģiju kā fotoni. Šādas sistēmas sildīšana palielinās sistēmas siltumenerģiju. Jo augstāka ir sistēmas siltumenerģija, jo lielāka būs sistēmas nejaušība.

Siltuma pārnese ir siltuma pārvietošanās no vienas vietas uz otru. Ja divas sistēmas, kas ir savstarpēji saskarē, atrodas dažādās temperatūrās, siltums no objekta, kas ir augstāks, plūdīs uz objektu ar zemāku temperatūru, līdz temperatūra būs vienāda. Temperatūras gradients ir nepieciešams spontānai siltuma pārnešanai.

Siltuma pārneses ātrumu mēra vatos, savukārt siltuma daudzumu mēra džoulos. Vienību vatos definē kā džoulus laika vienībā.