Soojusülekanne vs termodünaamika
Soojusülekanne on termodünaamikas käsitletav teema. Termodünaamika mõisted on füüsika ja mehaanika kui terviku uurimisel väga olulised. Termodünaamikat peetakse füüsika üheks olulisemaks õppesuunaks. Soojusülekande ja termodünaamika mõistete õige mõistmine on ülioluline, et silma paista valdkondades, kus neid mõisteid kasutatakse. Selles artiklis käsitleme soojusülekannet ja termodünaamikat, nende määratlusi ja rakendusi, termodünaamika ja soojusülekande sarnasusi ning lõpuks erinevusi termodünaamika ja soojusülekande vahel.
Termodünaamika
Termodünaamika võib jagada kahte põhivaldkonda. Esimene on klassikaline termodünaamika ja teine statistiline termodünaamika. Klassikalist termodünaamikat peetakse "terviklikuks" õppesuunaks, mis tähendab, et klassikalise termodünaamika uurimine on lõpetatud. Statistiline termodünaamika on aga endiselt arenev valdkond, kus on palju lahtisi uksi.
Klassikaline termodünaamika põhineb neljal termodünaamika seadusel. Termodünaamika nullseadus kirjeldab soojuslikku tasakaalu, termodünaamika esimene seadus põhineb energia jäävusel, teine termodünaamika seadus põhineb entroopia kontseptsioonil ja termodünaamika kolmas seadus Gibbsi vabal energial. Statistiline termodünaamika põhineb suures osas kvanttasemel ning mikroskoopilise taseme liikumist ja mehaanikat käsitletakse termodünaamikaga ning see käsitleb peamiselt statistikat.
Soojusülekanne
Kui paljastatakse kaks objekti, millel on soojusenergia, kipuvad nad energiat soojuse kujul üle kandma. Soojusülekande mõiste mõistmiseks tuleb kõigepe alt mõista soojuse mõistet. Soojusenergia, tuntud ka kui soojus, on süsteemi siseenergia vorm. Soojusenergia on süsteemi temperatuuri põhjus. Soojusenergia tekib süsteemi molekulide juhuslike liikumiste tõttu. Igal süsteemil, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, on positiivne soojusenergia. Aatomid ise ei sisalda soojusenergiat. Aatomitel on kineetiline energia. Kui need aatomid põrkuvad üksteisega ja süsteemi seintega, eraldavad nad footonitena soojusenergiat. Sellise süsteemi soojendamine suurendab süsteemi soojusenergiat. Mida kõrgem on süsteemi soojusenergia, seda suurem on süsteemi juhuslikkus.
Soojusülekanne on soojuse liikumine ühest kohast teise. Kui kaks süsteemi, mis on termiliselt kokku puutunud, on erineva temperatuuriga, voolab kõrgema temperatuuriga objekti soojus madalama temperatuuriga objektile, kuni temperatuurid on võrdsed. Temperatuurigradient on vajalik spontaanseks soojusülekandeks.
Soojusülekande kiirust mõõdetakse vattides, samas kui soojushulka mõõdetakse džaulides. Ühikvatt on määratletud džaulides ajaühiku kohta.
Mis vahe on soojusülekandel ja termodünaamikal?
• Termodünaamika on ulatuslik uurimisvaldkond, samas kui soojusülekanne on vaid üksik nähtus.
• Soojusülekanne on termodünaamika raames uuritav nähtus.
• Soojusülekanne on kvantitatiivselt mõõdetav mõiste, kuid termodünaamika pole selline teema.
