jahutuskiirust

Jahutuskiirus (jahutuskiirust) tähistab keha temperatuuri languse kiirust ajas soojusülekandega keskkonda. Seda võib väljendada dT/dt kujul või kui positiivne väärtus -dT/dt, olenevalt kontekstist. Jahutuskiirus sõltub temperatuuri erinevusest, materjalist ja ümbritsevast keskkonnast.

Enamikul juhtudel kirjeldatakse seda Newtoni jahutuse seaduse kaudu: dT/dt = -k (T - T_env). Siin T on objekti temperatuur, T_env keskkonna temperatuur ning k on soojusvahetust iseloomustav koefitsient, mis võib olla arvutatud kui hA/(m c) (kus h on konvektsioonikoefitsient, A pindala, m mass ja c eriline soojusmaht). Suurem temperatuuride erinevus kiirendab jahutust; kiirus väheneb, kui T läheneb T_env.

Jahutusjoon näitab temperatuuri languse ajas. Alguses on langus kiire, kuna temperatuuride erinevus on suur; seejärel kiirus väheneb ja temperatuur läheneb keskkonna tasemele.

Lisaks konvektsioonile ja juhtivusele mõjutab jahutust ka soojuskiirgus. Rakendatakse valem Q̇ = hA(T - T_env) + εσA (T^4 - T_env^4). Radiatsioon on eriti oluline kõrgetel temperatuuridel ning emissiivsus ja pindala suurendavad või vähendavad jahutust.

Rakendused hõlmavad toidu ja joogi jahutamist, metallide kiirjahutust (nt quenching) ja elektroonikaseadmete termilist juhtimist. Mõistmised ja mudelid aitavad planeerida protsesse, et tagada tooteohutus, kvaliteet ning süsteemi töökindlus.