Soojusliikumist

Soojusliikumist tähistab soojusenergia ülekandmine temperatuurierinevuse tõttu ühest kehast teise. See on oluline mõiste termodünaamikas ja soojusvahetuses, kuna see kirjeldab, kuidas energiavoog tekib ja liigub süsteemide vahel. Soojusliikumist esineb nii tahkistes, vedelikes kui gaasides ning see on põhielement paljudes tehnilistes protsessides.

Peamised viisid soojusliikumises on soojusjuhtumine, konvektsioon ja kiirgus.

Soojusjuhtumine tekib, kui soojus liigub keha sees või kahe keha vahel temperatuurierinevuse tõttu. Selle kiirust kirjeldab Fourieri seadus: Q/t = -k A dT/dx, kus k on materjali soojusjuhtivus, A pindala ja dT/dx temperatuurigradient. Metallid on tavaliselt head soojusjuhid, vedelikud ja gaasid on tavaliselt kehvemad.

Konvektsioon tekib vedeliku või gaasi liikumise tõttu, mis kannab soojusenergia endaga. Seda võib esineda loomuliku konvektsiooni ja sunnitud konvektsiooni kujul. Soojusvoog on Q/t = h A (T_s - T∞), kus h on konvektsioonitegur ning T_s on pinna temperatuur ja T∞ ümbritseva keskkonna temperatuur.

Kiirgus on soojusvahetus elektromagnetiliste kiirte kaudu ning ei vaja ainet vahendajaks. Soojusvoog sõltub temperatuurierinevusest ja materjali emissiivsusest: P = ε σ A (T^4 - T_env^4), kus ε on emissiivsus, σ Stefan-Boltzmanni konstant ja T ning T_env absoluuttemperatuurid.

Soojusliikumise mõistmine on oluline hoonete energiabilansis, tööstuslike soojusvahetite ja elektroonika jahutuse ning kliimaseadmete kujundamisel, kuna see mõjutab energiakulu ja ohutust.