Was ist das Fouriersche Gesetz?
Что такое закон Фурье?
Das Fouriersche Gesetz ist ein Grundprinzip der Thermodynamik und der Wärmeleitung, das beschreibt, wie sich Wärme durch ein leitendes Material ausbreitet. Dieses Gesetz wurde von Joseph Fourier, einem französischen Mathematiker und Physiker, im Jahr 1822 formuliert. Das Fouriersche Gesetz wird häufig zur Analyse des Wärmestroms und zur Vorhersage der zeitlichen Temperaturentwicklung in einer Struktur oder einem Objekt verwendet. Das Fouriersche Gesetz besagt Folgendes: Der Wärmestrom (Q) durch ein Material ist direkt proportional zur Querschnittsfläche (A), durch die sich die Wärme ausbreitet, zur Temperaturdifferenz zwischen zwei Seiten des Materials (ΔT) und zum Kehrwert des Abstands (d) zwischen diesen beiden Seiten:Q = -k * A * ΔT / wobei:- A die Querschnittsfläche ist, durch die sich die Wärme ausbreitet (in Quadratmeter, m²).- ΔT ist die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten des Materials (in Grad Celsius, °C oder in Kelvin, K).- d ist der Abstand zwischen den beiden Seiten des Materials, durch den die Wärmeleitung stattfindet (in Metern, m).- k ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials (in Watt pro Meter pro Kelvin, W/(m-K)).Das Fouriersche Gesetz liefert eine Gleichung, die beschreibt, wie sich Wärme durch ein leitendes Material wie einen Festkörper ausbreitet. Je größer der Temperaturunterschied zwischen den beiden Seiten des Materials ist, desto größer ist der Wärmefluss. Je höher die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto leichter kann sich die Wärme durch das Material ausbreiten. Das Fouriersche Gesetz wird in einer Vielzahl von Situationen angewandt, von der thermischen Auslegung elektronischer Geräte über die Vorhersage der Beheizung oder Kühlung von Gebäuden bis hin zur Analyse der Wärmeausbreitung in industriellen Prozessen. Es bietet eine grundlegende Basis für das Verständnis und die Kontrolle der Wärmeleitung in einer Vielzahl von Kontexten.
Закон Фурье - это фундаментальный принцип термодинамики и теплопроводности, который описывает распространение тепла через проводящий материал. Этот закон был сформулирован Жозефом Фурье, французским математиком и физиком, в 1822 году. Закон Фурье часто используется для анализа тепловых потоков и прогнозирования изменения температуры в конструкции или объекте с течением времени. Закон Фурье гласит следующее: Тепловой поток (Q) через материал прямо пропорционален площади поперечного сечения (A), через которое распространяется тепло, разности температур между двумя сторонами материала (§T) и обратному значению расстояния (d) между этими двумя сторонами: Q = -k * A * §T / где: – A - площадь поперечного сечения, через которое распространяется тепло (в квадратных метрах, м§). – §T - это разница температур между двумя сторонами материала (в градусах Цельсия, °C или в кельвинах, K). – d - расстояние между двумя сторонами материала, через которые происходит теплопроводность (в метрах, м). k - теплопроводность материала (в ваттах на метр на кельвин, Вт/(м§К)). Закон Фурье представляет собой уравнение, описывающее распространение тепла через проводящий материал, например, твердое тело. Чем больше разница температур между двумя сторонами материала, тем больше тепловой поток. В то же время, чем выше теплопроводность материала, тем легче тепло распространяется через него. Закон Фурье применяется в самых разных ситуациях: от теплового расчета электронных устройств до прогнозирования нагрева или охлаждения зданий и анализа распространения тепла в промышленных процессах. Обеспечивает фундаментальную основу для понимания и управления теплопроводностью в различных контекстах.