Γιατί το Newton Law of Colling είναι καλό μόνο για τη θερμοκρασία μικρής διαφοράς;
1. Συνεχής συντελεστής μεταφοράς θερμότητας: Ο νόμος του Νεύτωνα αναλαμβάνει έναν σταθερό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας (h), ο οποίος δεν είναι πάντα αλήθεια. Ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας εξαρτάται από παράγοντες όπως το σχήμα και η επιφάνεια του αντικειμένου, οι ιδιότητες του περιβάλλοντος μέσου (όπως ο αέρας) και η ίδια η διαφορά θερμοκρασίας. Για μεγαλύτερες διαφορές θερμοκρασίας, το H μπορεί να ποικίλει σημαντικά, να ακυρώσει την υπόθεση.
2. Γραμμική μεταφορά θερμότητας: Ο νόμος αναλαμβάνει μια γραμμική σχέση μεταξύ του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας και της διαφοράς θερμοκρασίας. Αυτή είναι μια απλοποίηση που λειτουργεί καλύτερα για μικρές διαφορές. Καθώς αυξάνεται η διαφορά θερμοκρασίας, η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας μπορεί να γίνει πιο περίπλοκη και να αποκλίνει από μια γραμμική σχέση.
3. Ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας: Ο νόμος του Νεύτωνα αναλαμβάνει το αντικείμενο δροσίζει ομοιόμορφα. Αυτό δεν συμβαίνει πάντοτε, ειδικά για μεγαλύτερα αντικείμενα ή για μεγαλύτερες διαφορές θερμοκρασίας. Οι εσωτερικές κλίσεις θερμοκρασίας μπορούν να αναπτυχθούν, καθιστώντας τη διαδικασία ψύξης πιο πολύπλοκη από ό, τι υποδηλώνει το απλό μοντέλο.
4. Παραμέληση της ακτινοβολίας: Ο νόμος επικεντρώνεται κυρίως στη μεταφορά θερμότητας μέσω μεταφοράς και αγωγιμότητας. Για μεγαλύτερες διαφορές θερμοκρασίας, η ακτινοβολία γίνεται ένας πιο σημαντικός παράγοντας στη μεταφορά θερμότητας, ακυρώνοντας περαιτέρω την υπόθεση.
Συνοπτικά: Ο νόμος ψύξης του Νεύτωνα είναι μια χρήσιμη προσέγγιση για μικρές διαφορές θερμοκρασίας. Παρέχει έναν απλό τρόπο κατανόησης του ρυθμού ψύξης, αλλά γίνεται λιγότερο ακριβής καθώς αυξάνεται η διαφορά θερμοκρασίας. Για μεγαλύτερες διαφορές, απαιτούνται πιο πολύπλοκα μοντέλα που αντιπροσωπεύουν τους παραπάνω παράγοντες.
