Strumień ciepła

Strumień ciepła – prędkość przepływu ciepła. Może być wyrażony przez stosunek elementarnej ilości ciepła d Q {\displaystyle dQ} do czasu trwania wymiany tej ilości ciepła d t {\displaystyle dt} (czasu trwania przepływu elementarnej ilości ciepła), czyli jest to pochodna po czasie ilości ciepła przepływającego przez przekrój poprzeczny przegrody. Wyraża się wzorem

Q ˙ = d Q d t . {\displaystyle {\dot {Q}}={\frac {dQ}{dt}}.}

Dla stałej prędkości przepływu ciepła strumień jest wyrażony wzorem

Q ˙ = Q t . {\displaystyle {\dot {Q}}={\frac {Q}{t}}.}

Jego jednostką jest wat

[ Q ˙ ] = W . {\displaystyle \left[{\dot {Q}}\right]={\text{W}}.}

Jednostka jest taka sama, jak w przypadku mocy cieplnej. Jednak są to różne pojęcia, gdyż moc cieplna dotyczy źródła ciepła, podczas gdy strumień – jego przepływu.

Strumień cieplny a jego gęstość

Strumień ciepła, tak jak ciepło, jest wielkością skalarną, jednak odniesienie strumienia ciepła do jednostki pola powierzchni S {\displaystyle S} (ściśle zorientowanej w przestrzeni) wyraża wektor q {\displaystyle q} zwany gęstością strumienia ciepła

q → = Q ˙ S ⋅ S → S , {\displaystyle {\vec {q}}={\frac {\dot {Q}}{S}}\cdot {\frac {\vec {S}}{S}},}

gdzie S → {\displaystyle {\vec {S}}} jest wektorem powierzchni o zwrocie zgodnym z kierunkiem przepływu ciepła. Jednostką gęstości strumienia jest wat na metr kwadratowy

[ q → ] = W m 2 . {\displaystyle [{\vec {q}}]=\mathrm {\frac {W}{m^{2}}} .}

Zobacz też

Bibliografia

  • S. Wiśniewski, T.S. Wiśniewski: Wymiana ciepła. WNT, 1997.