Prenos toplote proti termodinamiki
Prenos toplote je tema, o kateri razpravlja termodinamika. Koncepti termodinamike so zelo pomembni pri študiju fizike in mehanike kot celote. Termodinamika velja za eno najpomembnejših področij študija v fiziki. Ključnega pomena je pravilno razumevanje konceptov prenosa toplote in termodinamike, da bi bili odlični na področjih, kjer se ti koncepti uporabljajo. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta prenos toplote in termodinamika, njuni definiciji in uporabi, podobnosti med termodinamiko in prenosom toplote ter končno razlika med termodinamiko in prenosom toplote.
termodinamika
Termodinamiko lahko razdelimo na dve glavni področji. Prva je klasična termodinamika, druga pa statistična termodinamika. Klasična termodinamika velja za »zaključeno« študijsko področje, kar pomeni, da je študij klasične termodinamike zaključen. Vendar pa je statistična termodinamika še vedno razvijajoče se področje z veliko odprtimi vrati.
Klasična termodinamika temelji na štirih zakonih termodinamike. Ničelni zakon termodinamike opisuje toplotno ravnovesje, prvi zakon termodinamike temelji na ohranitvi energije, drugi zakon termodinamike temelji na konceptu entropije in tretji zakon termodinamike temelji na Gibbsovi prosti energiji. Statistična termodinamika v veliki meri temelji na kvantnem nivoju, gibanje mikroskopskega nivoja in mehanika pa sta obravnavana s termodinamiko in se v glavnem ukvarja s statistiko.
Prenos toplote
Ko sta dva predmeta, ki imata toplotno energijo, izpostavljena, težita k prenosu energije v obliki toplote. Da bi razumeli koncept prenosa toplote, moramo najprej razumeti koncept toplote. Toplotna energija, znana tudi kot toplota, je oblika notranje energije sistema. Toplotna energija je vzrok za temperaturo sistema. Toplotna energija nastane zaradi naključnega gibanja molekul sistema. Vsak sistem s temperaturo nad absolutno ničlo ima pozitivno toplotno energijo. Sami atomi ne vsebujejo nobene toplotne energije. Atomi imajo kinetično energijo. Ko ti atomi trčijo drug ob drugega in ob stene sistema, sprostijo toplotno energijo kot fotone. Ogrevanje takšnega sistema bo povečalo toplotno energijo sistema. Višja kot je toplotna energija sistema, večja bo naključnost sistema.
Prenos toplote je gibanje toplote z enega mesta na drugega. Ko sta dva sistema, ki sta v termičnem stiku, pri različnih temperaturah, bo toplota od predmeta z višjo temperaturo tekla k objektu z nižjo temperaturo, dokler se temperaturi ne izenačita. Za spontani prenos toplote je potreben temperaturni gradient.
Hitrost prenosa toplote se meri v vatih, medtem ko se količina toplote meri v joulih. Enota vat je definirana kot jouli na časovno enoto.
Kakšna je razlika med prenosom toplote in termodinamiko?
• Termodinamika je obsežno področje študija, medtem ko je prenos toplote le en sam pojav.
• Prenos toplote je pojav, ki ga proučuje termodinamika.
• Prenos toplote je kvantitativno merljiv koncept, termodinamika pa ni takšna tema.
