Ջերմային փոխանցում ընդդեմ թերմոդինամիկայի
Ջերմային փոխանցումը թերմոդինամիկայի մեջ քննարկվող թեմա է: Թերմոդինամիկայի հասկացությունները շատ կարևոր են ֆիզիկայի և մեխանիկայի ուսումնասիրության մեջ որպես ամբողջություն: Թերմոդինամիկան համարվում է ֆիզիկայի ուսումնասիրության կարևորագույն ոլորտներից մեկը։ Կարևոր է ջերմության փոխանցման և թերմոդինամիկայի հասկացությունների պատշաճ ըմբռնումը, որպեսզի գերազանցես այն ոլորտներում, որոնք ունեն այդ հասկացությունների կիրառումը: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ է ջերմության փոխանցումը և թերմոդինամիկան, դրանց սահմանումները և կիրառությունները, թերմոդինամիկայի և ջերմության փոխանցման նմանությունները և վերջապես թերմոդինամիկայի և ջերմության փոխանցման տարբերությունը:
Թերմոդինամիկա
Թերմոդինամիկան կարելի է բաժանել երկու հիմնական ոլորտների. Առաջինը դասական թերմոդինամիկան է, իսկ երկրորդը՝ վիճակագրական թերմոդինամիկան։ Դասական թերմոդինամիկան համարվում է «ամբողջական» ուսումնասիրության ոլորտ, ինչը նշանակում է, որ դասական թերմոդինամիկայի ուսումնասիրությունն ավարտված է։ Այնուամենայնիվ, վիճակագրական թերմոդինամիկան դեռևս զարգացող ոլորտ է՝ բազմաթիվ բաց դռներով:
Դասական թերմոդինամիկան հիմնված է թերմոդինամիկայի չորս օրենքների վրա։ Թերմոդինամիկայի զրոյական օրենքը նկարագրում է ջերմային հավասարակշռությունը, թերմոդինամիկայի առաջին օրենքը հիմնված է էներգիայի պահպանման վրա, թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքը հիմնված է էնտրոպիայի հայեցակարգի վրա, իսկ թերմոդինամիկայի երրորդ օրենքը հիմնված է Գիբսի ազատ էներգիայի վրա: Վիճակագրական թերմոդինամիկան հիմնականում հիմնված է քվանտային մակարդակի վրա, իսկ միկրոսկոպիկ մակարդակի շարժումը և մեխանիկան դիտարկվում են թերմոդինամիկայի հետ և հիմնականում վերաբերում են վիճակագրությանը:
Ջերմային փոխանցում
Երբ ջերմային էներգիա ունեցող երկու առարկաներ մերկացվում են, նրանք հակված են էներգիա փոխանցել ջերմության տեսքով: Ջերմության փոխանցման հասկացությունը հասկանալու համար նախ պետք է հասկանալ ջերմության հասկացությունը: Ջերմային էներգիան, որը նաև հայտնի է որպես ջերմություն, համակարգի ներքին էներգիայի ձև է: Ջերմային էներգիան համակարգի ջերմաստիճանի պատճառն է: Ջերմային էներգիան առաջանում է համակարգի մոլեկուլների պատահական շարժումների շնորհիվ։ Բացարձակ զրոյից բարձր ջերմաստիճան ունեցող յուրաքանչյուր համակարգ ունի դրական ջերմային էներգիա: Ատոմներն իրենք չեն պարունակում ջերմային էներգիա։ Ատոմներն ունեն կինետիկ էներգիա։ Երբ այս ատոմները բախվում են միմյանց և համակարգի պատերին, նրանք ջերմային էներգիա են թողնում ֆոտոնների տեսքով: Նման համակարգի ջեռուցումը կբարձրացնի համակարգի ջերմային էներգիան: Որքան բարձր լինի համակարգի ջերմային էներգիան, այնքան ավելի շատ կլինի համակարգի պատահականությունը:
Ջերմային փոխանցումը ջերմության տեղափոխումն է մի վայրից մյուսը: Երբ երկու համակարգեր, որոնք ջերմային շփման մեջ են գտնվում, գտնվում են տարբեր ջերմաստիճաններում, ավելի բարձր ջերմաստիճանի օբյեկտից ջերմությունը կհոսի դեպի ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող օբյեկտ, մինչև ջերմաստիճանները հավասարվեն:Ջերմաստիճանի գրադիենտ է անհրաժեշտ ջերմության ինքնաբուխ փոխանցման համար:
Ջերմության փոխանցման արագությունը չափվում է վտ-ով, մինչդեռ ջերմության քանակը՝ ջոուլով: Միավոր վտ-ը սահմանվում է որպես ջոուլ մեկ միավոր ժամանակի համար:
Ո՞րն է տարբերությունը ջերմային փոխանցման և թերմոդինամիկայի միջև:
• Թերմոդինամիկան ուսումնասիրության հսկայական ոլորտ է, մինչդեռ ջերմության փոխանցումը միայն մեկ երևույթ է:
• Ջերմային փոխանցումը թերմոդինամիկայի ներքո ուսումնասիրված երեւույթ է:
• Ջերմային փոխանցումը քանակապես չափելի հասկացություն է, սակայն թերմոդինամիկան այդպիսի առարկա չէ:
