Warmteoverdracht versus thermodynamica
Warmteoverdracht is een onderwerp dat besproken wordt in de thermodynamica. De concepten van thermodynamica zijn erg belangrijk in de studie van fysica en mechanica als geheel. Thermodynamica wordt beschouwd als een van de belangrijkste studiegebieden in de natuurkunde. Het is van vitaal belang om een goed begrip te hebben van de concepten van warmteoverdracht en thermodynamica om uit te blinken op gebieden die toepassingen van deze concepten hebben. In dit artikel gaan we bespreken wat warmteoverdracht en thermodynamica zijn, hun definities en toepassingen, de overeenkomsten tussen thermodynamica en warmteoverdracht en tot slot het verschil tussen thermodynamica en warmteoverdracht.
Thermodynamica
Thermodynamica kan worden onderverdeeld in twee hoofdvelden. De eerste is klassieke thermodynamica en de tweede is statistische thermodynamica. Klassieke thermodynamica wordt beschouwd als een "volledig" vakgebied, wat betekent dat de studie van de klassieke thermodynamica is afgerond. Statistische thermodynamica is echter nog in ontwikkeling met veel open deuren.
Klassieke thermodynamica is gebaseerd op de vier wetten van de thermodynamica. De nulde wet van de thermodynamica beschrijft het thermisch evenwicht, de eerste wet van de thermodynamica is gebaseerd op het behoud van energie, de tweede wet van de thermodynamica is gebaseerd op het concept van entropie en de derde wet van de thermodynamica is gebaseerd op de vrije energie van Gibbs. Statistische thermodynamica is grotendeels gebaseerd op het kwantumniveau, en het microscopisch niveau van beweging en mechanica wordt beschouwd met thermodynamica en behandelt voornamelijk statistiek.
Warmteoverdracht
Wanneer twee objecten, die thermische energie hebben, worden blootgesteld, hebben ze de neiging energie over te dragen in de vorm van warmte. Om het concept van warmteoverdracht te begrijpen, moet men eerst het concept van warmte begrijpen. Thermische energie, ook wel warmte genoemd, is een vorm van interne energie van een systeem. Thermische energie is de oorzaak van de temperatuur van een systeem. De thermische energie ontstaat door de willekeurige bewegingen van de moleculen van het systeem. Elk systeem met een temperatuur boven het absolute nulpunt heeft een positieve thermische energie. De atomen zelf bevatten geen thermische energie. De atomen hebben kinetische energieën. Wanneer deze atomen met elkaar en met de wanden van het systeem botsen, geven ze thermische energie af als fotonen. Door een dergelijk systeem te verwarmen, wordt de thermische energie van het systeem verhoogd. Hoe hoger de thermische energie van het systeem, hoe hoger de willekeurigheid van het systeem.
Warmteoverdracht is de verplaatsing van warmte van de ene plaats naar de andere. Wanneer twee systemen, die thermisch met elkaar in contact staan, een verschillende temperatuur hebben, zal de warmte van het object met de hogere temperatuur naar het object met een lagere temperatuur stromen totdat de temperaturen gelijk zijn. Een temperatuurgradiënt is nodig voor een spontane warmteoverdracht.
De snelheid van warmteoverdracht wordt gemeten in watt, terwijl de hoeveelheid warmte wordt gemeten in joule. De eenheid watt wordt gedefinieerd als joules per tijdseenheid.
Wat is het verschil tussen warmteoverdracht en thermodynamica?
• Thermodynamica is een enorm studiegebied, terwijl warmteoverdracht slechts een enkel fenomeen is.
• Warmteoverdracht is een fenomeen dat onder de thermodynamica wordt bestudeerd.
• Warmteoverdracht is een kwantitatief meetbaar concept, maar thermodynamica is niet zo'n onderwerp.
