プロセス
1。初期熱伝達: ホットメタルが発泡スチロールカップに配置されると、金属と周囲の液体の間に大きな温度差があります。これは、金属から液体とカップへの急速な熱伝達につながります。
2。伝導と対流: 熱は、主に伝導(直接接触)と対流(熱を運ぶ液体の動き)を通じて、ホットメタルから冷却液に流れます。
3。発泡スチロール断熱材: 発泡スチロールカップは、優れた絶縁体として機能します。それは、熱がシステムから逃げる速度(金属、液体、カップ)を遅くします。これは、発泡スチロールが熱の貧弱な導体であるためです。
4。平衡: 熱が移動し続けると、金属の温度が低下し、液体とカップの温度が上昇します。最終的に、それらは熱平衡に達します。 これは、金属からの熱損失速度が液体とカップによる熱ゲインの速度に等しいことを意味します。
温度が最大値に低下する理由
* 初期速いドロップ: 金属と周囲の温度差が大きく、熱伝達速度が高くなるため、金属の温度は最初に急速に低下します。
* 減速: 金属が冷えると、それと周囲の温度差が減少します。これにより、熱伝達速度が低下し、温度低下が遅くなります。
* 平衡に達した: 最後に、金属の温度は、液体の熱損失速度とカップの環境からの熱ゲイン速度(おそらく室温)によってバランスが取られるポイントに達します。この時点で、温度は安定し、最大値に達します。
最高温度に影響する要因
* 初期金属温度: より熱い初期金属温度は、より高い最高温度につながります。
* 液体量: 液体の量が多いと、平衡に達するまでより多くの熱がかかり、最高温度が低くなります。
* 液体の比熱容量: より高い比熱容量(水など)の液体は、温度が大幅に上昇する前により多くの熱を吸収し、最大温度が低くなります。
要約: 金属の温度差が大きいため、金属片の温度は最初は急速に低下し、金属と周囲の環境の間で熱平衡が達成されると最大値に達します。発泡スチロールカップの絶縁特性は、熱損失を遅らせ、このプロセスに寄与しています。