Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της σταθερής κατάστασης και της ασταθούς αγωγιμότητας;
Συμμετοχή σταθερής κατάστασης:
* Η θερμοκρασία είναι σταθερή με την πάροδο του χρόνου: Η θερμοκρασία σε οποιοδήποτε σημείο του αντικειμένου δεν αλλάζει με το χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι ο ρυθμός ροής θερμότητας στο αντικείμενο είναι ίσος με τον ρυθμό ροής θερμότητας από το αντικείμενο.
* καμία αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια: Δεδομένου ότι η θερμοκρασία είναι σταθερή, η εσωτερική ενέργεια του αντικειμένου παραμένει η ίδια.
* ισχύει για καταστάσεις όπου η μεταφορά θερμότητας είναι σταθερή: Παραδείγματα περιλαμβάνουν έναν τοίχο που θερμαίνεται από τη μια πλευρά και ψύχεται από το άλλο, ή ένα σωλήνα που φέρει ζεστό υγρό.
* Ευκολότερο να αναλυθεί: Η αγωγιμότητα σταθερής κατάστασης είναι συνήθως πιο εύκολο να αναλυθεί καθώς οι εξισώσεις που διέπουν απλοποιούν σημαντικά.
Ασφαλιστική κατάσταση αγωγιμότητας:
* Η θερμοκρασία αλλάζει με το χρόνο: Η θερμοκρασία σε οποιοδήποτε σημείο του αντικειμένου ποικίλλει ανάλογα με το χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι ο ρυθμός ροής θερμότητας στο αντικείμενο δεν είναι ίσος με τον ρυθμό ροής θερμότητας από το αντικείμενο, με αποτέλεσμα την αλλαγή της εσωτερικής ενέργειας.
* Εσωτερικές αλλαγές ενέργειας: Καθώς αλλάζει η θερμοκρασία, η εσωτερική ενέργεια του αντικειμένου αλλάζει ανάλογα.
* ισχύει για καταστάσεις όπου η μεταφορά θερμότητας αλλάζει: Παραδείγματα περιλαμβάνουν θέρμανση ή ψύξη ενός αντικειμένου ή ξαφνική αλλαγή στη θερμοκρασία περιβάλλοντος που περιβάλλει ένα αντικείμενο.
* Πιο πολύπλοκο για ανάλυση: Η ασταθής αγωγιμότητα του κράτους απαιτεί πιο σύνθετα μαθηματικά μοντέλα και τεχνικές ανάλυσης.
Εδώ είναι μια απλή αναλογία:
Σκεφτείτε να γεμίσετε μια μπανιέρα με νερό.
* σταθερή κατάσταση: Η στάθμη του νερού είναι σταθερή επειδή ο ρυθμός εισροής είναι ίσος με τον ρυθμό εκροής.
* ασταθής κατάσταση: Η στάθμη του νερού αλλάζει επειδή ο ρυθμός εισροής δεν είναι ίσος με τον ρυθμό εκροής (π.χ. γεμίζετε τη μπανιέρα γρηγορότερα από ό, τι η αποχέτευση αδειάζει).
Συνοπτικά:
* σταθερή κατάσταση: Σταθερή θερμοκρασία, σταθερή ροή θερμότητας, καμία αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια.
* ασταθής κατάσταση: Αλλαγή της θερμοκρασίας, αλλαγή ροής θερμότητας, αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια.
Η κατανόηση αυτής της διάκρισης είναι ζωτικής σημασίας για την ακριβή πρόβλεψη και τον έλεγχο της μεταφοράς θερμότητας σε διάφορες εφαρμογές μηχανικής.
