ısı akımı ısının zaman içinde aktarılma hızıdır. Çünkü zaman içindeki ısı enerjisi oranı, SI birimi ısı akımının saniye başına jouleveya watt (W).
Isı, malzeme nesnelerinden iletmeısıtılmış partiküller enerjilerini komşu partiküllere verir. Bilim adamları, malzemelerin atomlardan oluştuğunu bile bilmeden önce malzemelerdeki ısı akışını incelediler ve ısı akımı bu konuda yardımcı olan kavramlardan biridir. Bugün bile, anlasak da ısı transferi Bireysel atomların hareketi ile ilişkili olmak için, çoğu durumda durumu düşünmeye çalışmak pratik ve yararsızdır. bu şekilde ve nesneyi daha büyük ölçekte tedavi etmek için geri adım atmak, hareketini incelemek veya tahmin etmek için en uygun yoldur. sıcaklık.
Isı Akımı Matematiği
Çünkü ısı akımı, ısı enerjisi zamanla, bunun az miktarda ısı enerjisini temsil ettiğini düşünebilirsiniz, dK (S ısı enerjisini temsil etmek için yaygın olarak kullanılan değişkendir), az miktarda iletilen, dt. Değişkeni kullanma 'H ısı akımını temsil etmek için, bu size denklemi verir:
'H = dK / dt
Eğer kalkülüs öncesi veya hesap, bunun gibi bir değişim oranının, zaman sıfıra yaklaştıkça ne zaman sınır almak istediğinize dair en iyi örnek olduğunu fark edebilirsiniz. Deneysel olarak, bunu daha küçük ve daha küçük zaman aralıklarında ısı değişimini ölçerek yapabilirsiniz.
Isı akımını belirlemek için yapılan deneyler aşağıdaki matematiksel ilişkiyi tanımlamıştır:
'H = dK / dt = kA (T'H - TC) / L
Bu göz korkutucu bir değişkenler dizisi gibi görünebilir, bu yüzden bunları (bazıları zaten açıklanmış olan) yıkalım:
- 'H: ısı akımı
- dK: bir süre içinde az miktarda ısı aktarımı dt
- dt: üzerinde az miktarda zaman dK transfer edildi
- k: malzemenin termal iletkenliği
- bir: nesnenin kesit alanı
- T'H - TC: Malzemedeki en sıcak ve en soğuk sıcaklıklar arasındaki sıcaklık farkı
- L: ısının aktarıldığı uzunluk
Denklemin bağımsız olarak düşünülmesi gereken bir unsuru vardır:
(T'H - TC) / L
Bu, birim uzunluk başına sıcaklık farkıdır. sıcaklık gradyanı.
Isıl direnç
Mühendislikte, genellikle termal direnç kavramını kullanırlar, R,, bir ısı yalıtkanının ısının malzeme boyunca aktarılmasını ne kadar iyi engellediğini açıklamak için kullanılır. Kalınlıktaki malzeme levhası için L, verilen bir materyalin ilişkisi R, = L / kBu ilişki ile sonuçlanır:
'H = bir(T'H - TC) / R,