Razlika med prenosom toplote in termodinamiko

Prenos toplote proti termodinamiki

Prenos toplote je tema, o kateri se govori v termodinamiki. Pojmi termodinamike so zelo pomembni pri študiju fizike in mehanike kot celote. Termodinamika velja za eno najpomembnejših področij študija fizike. Ključnega pomena je pravilno razumevanje konceptov prenosa toplote in termodinamike, da bi dosegli uspeh na področjih, ki uporabljajo te koncepte. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj gre za prenos toplote in termodinamiko, njihove definicije in aplikacije, podobnosti med termodinamiko in prenosom toplote ter na koncu razliko 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 "popolno" področje študija, kar pomeni, da je študij klasične termodinamike končan. Vendar 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 ohranjanju energije, drugi zakon termodinamike temelji na konceptu entropije in tretji zakon termodinamike temelji na Gibbsovi prosti energiji. Statistična termodinamika večinoma temelji na kvantni ravni, gibanje in mehanika mikroskopskega nivoja pa sta upoštevana s termodinamiko in se ukvarja predvsem s statistiko.

Prenos toplote

Kadar sta dva predmeta, ki imata toplotno energijo, izpostavljena, ponavadi prenašata energijo 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 se pojavi zaradi naključnih premikov molekul sistema. Vsak sistem s temperaturo nad absolutno ničlo ima pozitivno toplotno energijo. Atomi sami ne vsebujejo nobene toplotne energije. Atomi imajo kinetično energijo. Ko se ti atomi trčijo med seboj in s stenami sistema, sproščajo toplotno energijo kot fotone. Ogrevanje takšnega sistema bo povečalo toplotno energijo sistema. Višja bo toplotna energija sistema, večja bo naključnost sistema.

Prenos toplote je gibanje toplote iz enega kraja v drugega. Kadar sta dva sistema, ki sta toplotno povezana, v različnih temperaturah, bo toplota iz objekta pri višji temperaturi pritekla k objektu z nižjo temperaturo, dokler temperature niso enake. Za spontani prenos toplote je potreben temperaturni gradient.

Hitrost prenosa toplote se meri v vatih, količina toplote pa v džulih. Enota vata je opredeljena kot džuli na enoto časa.