Soojusülekanne: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu
PResümee puudub
Resümee puudub
1. rida:
'''Soojusülekanne''' on [[soojus]]e levimine kõrgema [[temperatuur]]iga [[keha]] madalama temperatuuriga kehale. Niisugust energia kuumemast keskkonnast jahedamasse keskkonda edasikandumise protsessi nimetatakse ka '''soojusvahetuseks'''.<ref> [https://moodle.tktk.ee/pluginfile.php/211940/mod_resource/content/2/3.%20Soojusvahetus.pdf Leena Paap. Soojusvahetus]</ref>
{{liita|Soojusvahetus}}
'''Soojusülekanne''' on [[siseenergia]] kandumine ühelt [[keha]]lt teisele.
 
== Soojusülekande liigidvormid ==
Soojusülekande kiirus sõltub süsteemis olevate kehade temperatuurist ja soojusülekannet teostava meediumi omadustest.
Soojusülekanne toimub kolmel viisil: [[soojusjuhtivus]], [[konvektsioon]] ja [[soojuskiirgus]]. Soojus levib enamasti korraga kõigis kolmes vormis.
 
Kolm soojusülekande peamist viisi on [[soojusjuhtivus]], [[konvektsioon]] ja [[soojuskiirgus]].
 
Soojusülekanne toimub alati soojemalt kehalt külmemale ja entroopia kasvu suunas, kusjuures süsteemis olevate kehade sisetemperatuur muutub. Soojusülekanne lõpeb, kui süsteemi kõik kehad on saavutanud soojusliku tasakaalu – kõik kehad ja nende ümbrus on võrdse temperatuuriga.
 
== Ülevaade ==
Füüsikaliselt on [[soojus]]e definitsioon [[Termiline energia|termilise energia]] kandumine ühelt kehalt teisele kogu [[Termodünaamiline süsteem|termodünaamilises süsteemis]]. [[Töö (füüsika)|Töö]] kogust, mida termodünaamiline süsteem saab teha, nimetatakse [[vabaenergia]]ks. [[Entalpia]] (H) on termodünaamiline potentsiaal, mis on süsteemi [[siseenergia]] (U) ja [[rõhuenergia]] (p*V) summa. Energia, töö või soojushulga mõõtühik on [[džaul]].
 
Soojusülekanne on protsessifunktsioon, mis tähendab, et vastupidi olekufunktsioonile sõltub ülekantava soojuse hulk soojusülekande toimumise viisist, mitte ainult protsessi alg- ja lõppoleku vahest.
 
Termodünaamilist ja mehaanilist soojust arvutatakse [[soojusjuhtivustegur]]iga.
 
== Soojusülekande liigid ==
Põhilised soojusülekande liigid on järgmised.
 
=== Advektsioon ===
{{vaata|Advektsioon}}
 
Advektsioon on soojusülekande mehhanism, kus soojusenergia kandub tahke aine, gaasi või vedelikuga ühest kohast teise ja mis sõltub tahke aine, vedeliku või gaasi liikumisest ja liikumishulgast ehk impulsist.
 
Soojusenergia nihkub advektsiooni korral koos tahke aine, õhu- või vedelikumassiga, kusjuures segunemist ümbritseva keskkonnaga ei toimu või on vähe. Advektsioon on näiteks kuuma vee pudelisse panek.
 
=== Soojusjuhtivus ===
{{vaata|Soojusjuhtivus}}
Soojusjuhtivuse korral kandub energia [[tahkis]]tes edasi mikroskoopiliste aineosakeste vahetu kontakti teel, näiteks [[kristallivõre]] sõlmede kooskõlalise võnkumise tulemusena (osakesed ise edasi ei liigu) ja samuti vabade [[elektron]]ide põrkumisega omavahel ja võresõlmedega; niisuguste põrkumistega seletub [[metall]]ide hea soojusjuhtivus. Vedelikes ja gaasides kandub [[soojusliikumine |soojusliikumise]] energia edasi molekulide omavaheliste korrapäratute põrgetega (vt [[termiline energia]]).
 
Soojusjuhtivust kirjeldab [[Soojusjuhtivus#Soojusjuhtivuse soojusjuhtivuse seadus |soojusjuhtivuse seadus]], mille kohaselt ajaühikus pinnaelement läbiv [[soojushulk]]<ref name="EE">[[Eesti entsüklopeedia|ENE]] 8. köide, 1995</ref>
Soojusjuhtivus on soojusülekanne tahkete kehade vahel, millel on üksteisega kokkupuude. Soojusjuhtivus on materjali omadus juhtida soojust ja seda mõõdetakse peamiselt Fourier' [[Soojusjuhtivus#Soojusjuhtivuse seadus|soojusjuhtivuse seadusega]].
:<math>\Delta q = -\lambda \frac {\text{d} T}{\text{d} n} \Delta S</math>,
kus <math>\lambda</math> on aine [[soojusjuhtivustegur]] ja <math>\frac {\text{d} T}{\text{d} n}</math> on temperatuuri [[gradient |gradiendi]] projektsioon pinnaelemendi <math>\Delta S</math> [[normaal]]ile <math>n</math>.
 
=== Konvektsioon ===
{{vaata|Konvektsioon}}
Konvektsioon on makroskoopiliste ainehulkade liikumisega kaasnev soojuse levimine vedelikus või gaasis.
 
Konvektiivse soojusülekande [[intensiivsus]]t tahke ja vedela või gaasilise keskkonna eralduspinnal iseloomustab soojusülekandetegur, tähis <math>\alpha</math> (ehitusfüüsikas ka ''h'') ja ühik vatt ruutmeetri ja kelvini kohta (W/(m<sup>2</sup>·K)). Seega väljendab soojusülekandetegur
[[soojusvool]]u [[vatt]]ides ([[soojushulk]]a sekundis, J/s = W), mis läbib 1 m<sup>2</sup> suurust eralduspinda keskkonnatemperatuuride 1 K erinevuse korral.<ref name="AT">
[https://energiatalgud.ee/img_auth.php/3/36/Talvari%2C_A._Soojusf%C3%BC%C3%BCsika_alused._%C3%95ppematerjal2005.pdf Andres Talvari. Soojusfüüsika alused] </ref>
 
[[Soojustehnika]]s on kasutusel ka soojusläbikandetegur, tähis ''k'' ja mõõtühik nagu soojusülekandetegurilgi W/(m<sup>2</sup>·K). Soojusläbikande puhul siirdub soojus läbi piirdetarindi (seina) ühest keskkonnast teise soojusülekande ja soojusjuhtivuse teel. Näiteks kandub soojus kõrgema temperatuuriga õhult seina pinnale, läbib seina [[soojusjuhtivus]]e teel ja kandub seina pinnalt üle madalama temperatuuriga õhule.<ref> Arvo Ots. Soojustehnika aluskursus. TTÜ kirjastus, Tallinn, 2011</ref>
 
Soojusläbikandeteguri tähenduses on kasutusel ka termin U-arv ja vastavalt teguri tähis ''U''.
Konvektsioon on soojusülekanne tahke keha ja keskkonna vahel, mis toimub tänu vedeliku või gaasi ringlusele. Konvektsiooniga seotu mõõtmiseks kasutatakse sageli keskmist temperatuuri.
 
=== Soojuskiirgus ===
{{vaata|Soojuskiirgus}}
Soojuskiirgus on pideva [[spekter |spektriga]] [[elektromagnetkiirgus]], mida põhjustab [[soojusliikumine]] kiirgavas kehas. Soojuskiirgus oleneb keha temperatuurist ja optilistest omadustest, eriti kiirgamis- ja neelamisvõimest. Soojus levib [[infrapunakiirgus]]ena peamiselt [[lainepikkus]]te vahemikus 0,4&nbsp;µm kuni 800&nbsp;µm.<ref name="AT"/>
 
==Viited==
Soojuskiirgus on soojusülekanne, kus energiat vahendavad elektromagnetlained.
{{viited}}
 
[[Kategooria:Füüsika]]
[[Kategooria:Soojustehnika]]