העברת חום לעומת תרמודינמיקה
העברת חום היא נושא שנדון בתרמודינמיקה. מושגי התרמודינמיקה חשובים מאוד בחקר הפיזיקה והמכניקה בכללותה. תרמודינמיקה נחשבת לאחד מתחומי הלימוד החשובים ביותר בפיזיקה. חיוני שתהיה הבנה נכונה במושגים של העברת חום ותרמודינמיקה על מנת להצטיין בתחומים שיש להם יישומים של מושגים אלה. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם העברת חום ותרמודינמיקה, ההגדרות והיישומים שלהם, הדמיון בין תרמודינמיקה להעברת חום ולבסוף ההבדל בין תרמודינמיקה להעברת חום.
תרמודינמיקה
ניתן לחלק את התרמודינמיקה לשני תחומים עיקריים. הראשון הוא תרמודינמיקה קלאסית, והשני הוא תרמודינמיקה סטטיסטית. התרמודינמיקה הקלאסית נחשבת כתחום לימודים "שלם", כלומר לימודי התרמודינמיקה הקלאסית הסתיים. עם זאת, תרמודינמיקה סטטיסטית היא עדיין תחום מתפתח עם הרבה דלתות פתוחות.
תרמודינמיקה קלאסית מבוססת על ארבעת חוקי התרמודינמיקה. חוק האפס של התרמודינמיקה מתאר את שיווי המשקל התרמי, החוק הראשון של התרמודינמיקה מבוסס על שימור האנרגיה, החוק השני של התרמודינמיקה מבוסס על מושג האנטרופיה והחוק השלישי של התרמודינמיקה מבוסס על האנרגיה החופשית של גיבס. תרמודינמיקה סטטיסטית מבוססת במידה רבה על הרמה הקוונטית, והרמה המיקרוסקופית תנועה ומכניקה נחשבות עם תרמודינמיקה ועוסקות בעיקר בסטטיסטיקה.
Heat Transfer
כאשר שני עצמים, בעלי אנרגיה תרמית, נחשפים, הם נוטים להעביר אנרגיה בצורה של חום. כדי להבין את המושג העברת חום יש להבין תחילה את המושג חום. אנרגיה תרמית המכונה גם חום היא סוג של אנרגיה פנימית של מערכת. אנרגיה תרמית היא הסיבה לטמפרטורה של מערכת. האנרגיה התרמית מתרחשת עקב תנועות אקראיות של מולקולות המערכת. לכל מערכת שיש לה טמפרטורה מעל האפס המוחלט יש אנרגיה תרמית חיובית. האטומים עצמם אינם מכילים אנרגיה תרמית כלשהי. לאטומים יש אנרגיות קינטיות. כאשר אטומים אלו מתנגשים זה בזה ובדפנות המערכת הם משחררים אנרגיה תרמית כפוטונים. חימום מערכת כזו יגדיל את האנרגיה התרמית של המערכת. גבוה יותר האנרגיה התרמית של המערכת גבוהה יותר תהיה האקראיות של המערכת.
העברת חום היא תנועה של חום ממקום אחד למשנהו. כאשר שתי מערכות, אשר נמצאות במגע תרמית, נמצאות בטמפרטורות שונות, חום מהאובייקט בטמפרטורה הגבוהה יותר יזרום לאובייקט בטמפרטורה נמוכה יותר עד שהטמפרטורות יהיו שוות.יש צורך בשיפוע טמפרטורה להעברת חום ספונטנית.
קצב העברת החום נמדד בוואט, בעוד שכמות החום נמדדת בג'אול. יחידת הוואט מוגדרת כג'אול ליחידת זמן.
מה ההבדל בין העברת חום לתרמודינמיקה?
• תרמודינמיקה היא תחום מחקר נרחב בעוד שהעברת חום היא רק תופעה יחידה.
• העברת חום היא תופעה שנחקרה בתרמודינמיקה.
• העברת חום היא מושג שניתן למדידה כמותית אבל תרמודינמיקה היא לא נושא כזה.
