PREVAJANJE TOPLOTE – DRUGI GLAVNI ZAKON TERMODINAMIKE

Toplotna energija se lahko prenaša brez dodatne porabe energije le s telesa z višjo temperaturo na telo z nižjo temeperaturo, tj. le v smeri temperaturnega padca.Prevajanje toplote iz področja z višjo temperaturo v področje z nižjo temperaturo imenujemo toplotni tok.

Skica prikazuje telo s temperaturo T2 in telo s temperaturo T1, pri čemer je T2 > T1. Med telesoma je palica dolžine L, s presekom (ploščino) A, katera je izolirana. Izolacija je dodana zato, da se med prenosom toplote iz enega telesa na drugo le ta ne izgublja. V našem eksperimentu telo s temperaturo T2 predstavlja vrela voda, telo s temperaturo T1 pa kar zrak, ki obdaja drug konec traku in je pri konstantni temperaturi, saj se trak nahaja v prostoru z veliko zraka in lahko predpostavimo, da se temperatura ne spreminja. Pri analiziranju tega eksperimenta smo se odločile, da bomo obravnavale opazovani kovinski trak kot, da je izoliran in s tem zanemarile izgube zaradi sevanja v ozračje.

Toplotni tok je definiran kot v časovni enoti  prenesena toplotna energija:

Ker je toplotni tok energija v časovni enoti, velja, da je toplotni tok moč, katere enota je watt. Časovno konstanten toplotni tok im. stacionarni toplotni tok.

V literaturi smo našle sledečo povezavo med toplotnim tokom in lastnostmi opazovanega objekta:

Izraz lahko uporabimo za izračun toplotnega toka skozi plast snovi oziroma skozi vsako homogeno telo s pravokotnim presekom na smer toka. Tok mora biti stacionaren. Dela telesa med katerima teče tok morata imeti konstantno temperaturo.