Isı İletim Hızı Formülü
Isı iletim hızı, bir maddenin belirli bir sıcaklık farkına sahip iki yüzeyi arasında geçen ısı miktarıdır. Isı iletim hızı, maddenin termal iletkenliği, yüzeyler arasındaki sıcaklık farkı ve yüzeylerin alanı gibi faktörlere bağlıdır.
Isı iletim hızı, aşağıdaki formülle hesaplanabilir:
Q = k * A * (T1 - T2) / d
- Q: Isı iletim hızı (W)
- k: Maddenin termal iletkenliği (W/m·K)
- A: Yüzeylerin alanı (m²)
- T1: Sıcak yüzeyin sıcaklığı (°C)
- T2: Soğuk yüzeyin sıcaklığı (°C)
- d: Yüzeyler arasındaki mesafe (m)
Isı İletim Hızı Formülünün Türetilmesi
Isı iletim hızı formülü, Fourier yasasından türetilebilir. Fourier yasası, ısı akışının, sıcaklık gradyanına orantılı olduğunu belirtir. Matematiksel olarak, Fourier yasası aşağıdaki şekilde ifade edilir:
q = -k * ∇T
- q: Isı akış yoğunluğu (W/m²)
- k: Maddenin termal iletkenliği (W/m·K)
- ∇T: Sıcaklık gradyanı (K/m)
Isı akış yoğunluğu, birim yüzey alanına geçen ısı miktarıdır. Sıcaklık gradyanı, sıcaklığın birim mesafedeki değişimidir.
Isı iletim hızı, ısı akış yoğunluğunun yüzey alanı ile çarpımıdır. Yani,
Q = q * A
Fourier yasasını ve bu denklemi kullanarak, ısı iletim hızı formülünü türetebiliriz:
Q = -k * ∇T * A
Q = -k * (T1 - T2) / d * A
Q = k * A * (T1 - T2) / d
Isı İletim Hızı Formülünün Uygulamaları
Isı iletim hızı formülü, çeşitli mühendislik ve bilimsel uygulamalarda kullanılır. Örneğin,
- Isı eşanjörlerinin tasarımı
- Binaların yalıtımı
- Elektronik cihazların soğutulması
- Güneş enerjisi sistemlerinin tasarımı
- Nükleer reaktörlerin tasarımı
gibi uygulamalarda kullanılır.
Isı İletim Hızı Formülü ile İlgili Faydalı Siteler ve Dosyalar