Скорость теплового потока

Скорость теплового потока — это количество тепла , которое передается в единицу времени в некотором материале, обычно измеряется в ваттах ( джоулях в секунду). Тепло – это поток тепловой энергии, вызванный тепловой неравновесностью, поэтому термин «тепловой поток» является избыточным (т.е. плеоназмом ). Тепло не следует путать с запасенной тепловой энергией, а перемещение горячего объекта из одного места в другое не следует называть теплопередачей. Однако под термином «тепловой поток» обычно подразумевают « теплосодержание ». ^[1]

Уравнение теплового потока определяется законом теплопроводности Фурье.

Скорость теплового потока = - (коэффициент теплопередачи) * (площадь тела) * (изменение температуры) / (длина материала)

Формула скорости теплового потока :

{\frac {Q}{\Delta t}}=-kA{\frac {\Delta T}{\Delta x}}

где

$Q$ – чистая передача тепла (энергии),
$\Delta t$ это затраченное время,
$\Delta T$ это разница температур между холодной и горячей сторонами,
$\Delta x$ — толщина теплопроводящего материала (расстояние между горячей и холодной сторонами),
$k$ - теплопроводность , а
$A$ – площадь поверхности, излучающей тепло.

Если кусок материала, площадь поперечного сечения которого равна $A$ и толщина $\Delta x$ с разницей температур $\Delta T$ между его гранями наблюдается поток тепла между двумя гранями в направлении, перпендикулярном граням. Временная скорость теплового потока , ${\frac {Q}{\Delta t}}$ , для маленьких $Q$ и маленький $\Delta t$ , пропорциональна $A\times {\frac {\Delta T}{\Delta x}}$ . В пределе бесконечно малой толщины $\Delta x$ , с разницей температур $\Delta T$ , это становится $H=-kA({\frac {\Delta T}{\Delta x}})$ , где $H=({\frac {Q}{\Delta t}})$ - это скорость потока тепла через площадь во времени $A$ , ${\frac {\Delta T}{\Delta x}}$ - градиент температуры по материалу, и $k$ , константа пропорциональности, представляет собой теплопроводность материала. ^[2] Люди часто используют $k$ , $\lambda$ или греческая буква $\kappa$ для представления этой константы. ^{[ нужна ссылка ]} Знак минус стоит потому, что скорость теплового потока всегда отрицательна — тепло течет от стороны с более высокой температурой к стороне с более низкой температурой, а не наоборот. ^[3]