Calore & trasferimento di massa: Un Tutorial

Trasferimento di calore e di massa è una sotto-disciplina della fisica che è ampio e vario applicazione nella progettazione di edifici residenziali e commerciali, processi industriali, progettazione di dispositivi elettronici, comuni elettrodomestici, alimentare, così come nello studio dei sistemi biologici. Prerequisiti per lo studio di trasferimento di calore e di massa a livello di università includono uno sfondo in calculus e physics. L'applicazione del concetto di trasferimento di calore può essere compreso semplicemente quando si mette su un cappotto di inverno, il calore ti tiene caldo. L'evaporazione è un semplice esempio di trasferimento di massa.

Istruzioni

Evaporazione dell'acqua fornisce un esempio di trasferimento di massa di acqua nell'aria.

Sciogliere un cucchiaio di sale in un vetro di grandi dimensioni o in acqua. Mescolare l'acqua con un cucchiaio. Si noti come solo alcuni dei cumuli di sale sul fondo del bicchiere, mentre il resto del sale si scioglie e si diffonde nell'acqua. Assaggiare l'acqua e osservare come l'acqua ha trasformato da fresco di acqua salata. Ciò illustra il processo di trasferimento di massa come molecole di sale diffusa con le molecole di acqua per formare una nuova sostanza. Un processo simile si verifica quando una lastra di rame viene collocata su una piastra in acciaio, gli atomi di rame e di molecole di acciaio vengono scambiati tra le due superfici. Questo processo di trasferimento di massa tra superfici è denominato convezione. Con il processo di evaporazione, molecole d'acqua diffondono nell'aria quando esposto al calore. Questi tre esempi illustrano i principi base del trasferimento di massa.

Le leggi della termodinamica sono coinvolti nella progettazione di elettrodomestici.

Collegare un aspirapolvere o un tostapane e accenderlo. Eseguire uno strumento alimentato a batteria come un trapano ricaricabile. Mettere il gas nel motore della vostra automobile e attivare la chiave di accensione. Tutti questi processi dimostrano il trasferimento di energia, che viene convertito per l'uso quotidiano. La termodinamica è un argomento secondario di trasferimento di calore e di massa che studia come e a quali tariffe energia è trasferita. NASA definisce termodinamica come lo studio degli effetti di lavoro, calore ed energia in un sistema. Il design di tutti gli elettrodomestici e attrezzature prende termodinamica e trasferimento di energia in considerazione.

Trasferimento di calore può essere capita quando si alza il termostato nella vostra casa.

Accendere il termostato del sistema di riscaldamento. Si noti come il calore della stanza o della casa aumenta gradualmente. Accendere la stufa e bollire l'acqua o tè. Ora accendere il riscaldamento basso per mantenere la temperatura per alcuni minuti. Questi esempi illustrano i principi del trasferimento di calore. Calore viene trasferito da un radiatore in aria della stanza chiusa o dal fuoco di un fornello a gas o elettrico sulla superficie di una pentola. Il calore della pentola viene trasferito nuovamente dalla superficie della pentola per l'acqua. Regolazione della temperatura cambia la velocità di trasferimento di calore da un radiatore per l'aria. Questi concetti possono essere compreso su un contesto molto più ampio in termini di sole, energia solare e quando si studia l'effetto serra.