ما هو تيار الحرارة في الفيزياء؟

ال الحرارة الحالية هو معدل انتقال الحرارة بمرور الوقت. لأنه معدل للطاقة الحرارية مع مرور الوقت وحدة si من الحرارة الحالية جول في الثانية، أو واط (W).

تتدفق الحرارة من خلال الأشياء المادية من خلال توصيل، مع جزيئات ساخنة تنقل طاقتها للجسيمات المجاورة. درس العلماء تدفق الحرارة عبر المواد جيدًا قبل أن يعرفوا أن المواد تتكون من ذرات ، وأن التيار الحراري هو أحد المفاهيم التي كانت مفيدة في هذا الصدد. حتى اليوم ، على الرغم من أننا نفهم انتقال الحرارة أن تكون مرتبطًا بحركة الذرات الفردية ، في معظم الحالات يكون من غير العملي وغير المفيد محاولة التفكير في الوضع بهذه الطريقة ، والتراجع إلى معالجة الكائن على نطاق أكبر هو أنسب طريقة لدراسة أو التنبؤ بحركة الحرارة.

لأن التيار الحراري يمثل تدفق طاقة حرارية بمرور الوقت ، يمكنك التفكير في الأمر على أنه يمثل كمية ضئيلة من الطاقة الحرارية ، dQ (س هو المتغير المستخدم عادة لتمثيل الطاقة الحرارية) ، التي تنتقل خلال فترة زمنية صغيرة ، د. باستخدام المتغير ح لتمثيل تيار الحرارة ، يمنحك هذا المعادلة:

ح = dQ / د

إذا كنت قد أخذت حساب التفاضل والتكامل قبل أو

حددت التجارب التي أجريت لتحديد التيار الحراري العلاقة الرياضية التالية:

ح = dQ / د = كا (ت_ح - ت_ج) / لام

قد يبدو هذا كمجموعة من المتغيرات المخيفة ، لذلك دعونا نحللها (تم شرح بعضها بالفعل):

• ح: تيار الحرارة
• dQ: كمية صغيرة من الحرارة تنتقل بمرور الوقت د
• د: مقدار صغير من الوقت dQ تم تحويلها
• ك: الموصلية الحرارية للمادة
• أ: مساحة المقطع العرضي للكائن
• ت_ح - ت_ج: فرق درجة الحرارة بين درجات الحرارة الأكثر دفئًا وأبرد في المادة
• لام: طول انتقال الحرارة

هناك عنصر واحد من المعادلة التي يجب النظر فيها بشكل مستقل:

(ت_ح - ت_ج) / لام

هذا هو فرق درجة الحرارة لكل وحدة طول ، والمعروف باسم تدرج درجة الحراره.

في الهندسة ، غالبًا ما يستخدمون مفهوم المقاومة الحرارية ، صلوصف كيف يمنع العازل الحراري الحرارة من الانتقال عبر المادة. لبلاطة من سمك لام، العلاقة لمادة معينة هي ص = لام / كمما أدى إلى هذه العلاقة:

ح = أ(ت_ح - ت_ج) / ص