Kluczowa różnica między przepływem ciepła a strumieniem ciepła polega na tym, że przepływ ciepła odnosi się do wymiany energii cieplnej między systemami fizycznymi, podczas gdy strumień ciepła odnosi się do przepływu energii między systemami fizycznymi na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu.
Terminy przepływu ciepła i strumienia ciepła są ważnymi pojęciami w chemii fizycznej, dotyczącymi zachowania i wymiany energii cieplnej między systemami fizycznymi.
Co to jest przepływ ciepła?
Przepływ ciepła lub wymiana ciepła to wytwarzanie, wykorzystanie, konwersja i wymiana energii cieplnej między systemami fizycznymi. Możemy podzielić tę koncepcję na różne mechanizmy, takie jak przewodnictwo cieplne, konwekcja cieplna, promieniowanie cieplne i przepływ ciepła przez przemiany fazowe. Mechanizmy te mają różne cechy charakterystyczne i często występują jednocześnie w tym samym systemie. Pozwól nam szczegółowo zrozumieć niektóre z tych mechanizmów.
Przewodzenie ciepła jest najczęstszym rodzajem przepływu ciepła, który obejmuje bezpośrednią mikroskopijną wymianę energii kinetycznej cząstek poprzez granicę między dwoma systemami. Nazywa się to również dyfuzją. W tym typie przepływu ciepła, gdy ciało ma inną temperaturę niż inne ciało lub otoczenie, ciepło przepływa z wysokiej temperatury do niskiej temperatury, aż do osiągnięcia równowagi termicznej.
Konwekcja ciepła jest innym powszechnym rodzajem przepływu ciepła, w którym masowy przepływ płynu przenosi ciepło wraz z masowym przepływem płynu. Czasami przepływ płynu występuje z powodu procesu zewnętrznego lub z powodu sił wyporu, które są spowodowane rozszerzalnością energii cieplnej płynu.
Rysunek 01: Konwekcja cieplna w płaszczu Ziemi
Promieniowanie cieplne to z drugiej strony rodzaj przepływu ciepła, który zachodzi przez próżnię lub dowolny przezroczysty ośrodek. Ten transfer energii odbywa się za pomocą fotonów w falach EMR, które rządzą się tym samym prawem.
Co to jest strumień ciepła?
Strumień ciepła to przepływ energii na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu. Termin ten jest również podawany jako strumień cieplny, gęstość strumienia ciepła, gęstość przepływu ciepła i intensywność natężenia przepływu ciepła. Możemy użyć jednostek SI do pomiaru strumienia ciepła; Waty na metr kwadratowy (W/m2). Ta właściwość ma zarówno wielkość, jak i kierunek. Dlatego możemy ją nazwać wielkością wektorową.
Rysunek 02: Strumień ciepła jako wielkość wektora
Możemy użyć prawa Fouriera dla większości ciał stałych w zwykłych warunkach, w których ciepło jest transportowane głównie przez przewodzenie i strumień ciepła. Istnieje kilka sposobów pomiaru strumienia ciepła, ale najczęstszą, ale niepraktyczną metodą jest pomiar różnicy temperatur na kawałku materiału o znanej przewodności cieplnej.
Jaka jest różnica między przepływem ciepła a strumieniem ciepła?
Terminy przepływu ciepła i strumienia ciepła są ważnymi pojęciami w chemii fizycznej, dotyczącymi zachowania i wymiany energii cieplnej między układami fizycznymi. Kluczową różnicą między przepływem ciepła a strumieniem ciepła jest to, że przepływ ciepła odnosi się do przepływu masowego płynu, podczas gdy strumień ciepła odnosi się do przepływu energii na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu.
Poniżej znajduje się podsumowanie różnicy między przepływem ciepła a strumieniem ciepła w formie tabelarycznej.
Podsumowanie – Przepływ ciepła a strumień ciepła
Przepływ ciepła i strumień ciepła to pojęcia powiązane w chemii fizycznej. Kluczową różnicą między przepływem ciepła a strumieniem ciepła jest to, że przepływ ciepła odnosi się do wytwarzania, wykorzystania, konwersji i wymiany energii cieplnej między systemami fizycznymi, podczas gdy strumień ciepła odnosi się do przepływu energii na jednostkę powierzchni na jednostkę czasu.
