Sposoby rozchodzenia się ciepła

Ciepło zawsze przepływa z miejsca o temperaturze wyższej do miejsca o temperaturze niższej. Rozróżnia się następujące sposoby wymiany (rozchodzenia) ciepła, a mianowicie:

– przewodzenie, czyli wymianę ciepła wewnątrz ciała od cząsteczki do cząsteczki wtedy, gdy nie zachodzi wzajemne przesuwanie się cząsteczek,

– konwekcję (unoszenie), czyli wymianę ciepła przez ruch cząsteczek w ciałach ciekłych lub gazowych (płynach),

– promieniowanie (radiację), czyli wymianę ciepła między ciałami w formie energii promieniowania, przy czym nie ma bezpośredniego zetknięcia się ciał.

Przewodzenie ciepła jest interesujące szczególnie w odniesieniu do ciał stałych. W cieczach i gazach ma ono na ogół mniejsze znaczenie w porównaniu z wymianą ciepła przez konwekcję, która może być wywołana albo przez samą różnicę temperatur oraz różnicę gęstości (przepływ swobodny), albo też przez różnicę ciśnień wywołaną zewnątrz (przepływ wymuszony). Konwekcja decyduje również w znacznym stopniu o intensywności wymiany ciepła między stałą powierzchnią i otaczającą ją cieczą. Proces ten nosi miano przejmowania ciepła.

Jeśli ciepło przepływa z pomieszczenia albo z płynu przez oddzielającą ścianę do drugiego pomieszczenia lub płynu, wtedy mówi się o przenikaniu ciepła. Ściankami dzielącymi wymienniki ciepła są powierzchnie grzejne albo chłodzące, a w budynku – przegrody lub otwory okienne albo drzwiowe.

Prostym przykładem rozchodzenia się ciepła przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie może być grzejnik ogrzewania centralnego. Oddawanie ciepła przez konwekcję obserwuje się, gdy chłodne powietrze przepływa od dołu ku górze kontaktując się z powierzchnią gorącego grzejnika, na której zostaje podgrzane.

Oddawanie ciepła przez promieniowanie następuje wówczas, gdy gorąca powierzchnia grzejnika promieniuje (oddaje ciepło) do chłodniejszego otoczenia.

Przewodzenie ciepła ma miejsce, gdy woda łub para oddaje (przewodzi) ciepło ściance grzejnika.

Leave a Reply