Fagstoff

Varmetransport

Publisert: 14.06.2013, Oppdatert: 05.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
BMW-motor M49

For å få en bilmotor til å gå best mulig er det viktig å ha akkurat riktig temperatur på drivstoffet, innsugingslufta, sylinderen og smøreoljen. Temperaturen blir ikke riktig sånn helt av seg selv, vi må tilføre eller fjerne energi i de ulike delene av motoren. I prosessindustrien må det også tilføres eller fjernes energi mange steder i prosessen.

Varmetransport fra varmt område (rødt) til kaldt område (blått)Varmetransport fra varmt område (rødt) til kaldt område (blått) 

Kokende vannKokende vann 

Det er et par prinsipper vi må kjenne til for å få en oversikt over hvordan varmetransport foregår. Aller først må vi ha en definisjon av hva varme er.

Varme er transport av energi på grunn av temperaturforskjeller.

For å forstå at energi transporteres inn til eller ut av prosessen, er det viktig å vite at varme bare kan gå fra et varmt sted til et kaldt sted. For at kjølevannet i en bilmotor skal kunne fjerne varme fra forbrenningsprosessen i motoren, må altså temperaturen i vannet være lavere enn temperaturen i sylinderen.

Varme kan bare gå fra et sted som er varmt, til et sted som er kaldere.

Enheten for varme er joule (J) eller wattsekund (Ws). Vi kan regne ut varmemengden Q inn til eller ut av et stoff med denne formelen:

Q=cpm(t2-t1)

Symbolet cp står for varmekapasitet, og for vann er den 4,19 kJ/kg⋅K. Symbolet m er massen målt i kg, og (t2 – t1) er temperaturen før og etter oppvarmingen eller avkjølingen. Formelen gjelder ikke dersom det foregår noen faseoverganger (for eksempel at vann går over til damp).

Nå kan vi for eksempel regne ut hvor mye varme som skal til for å øke temperaturen i 1 kg vann fra 10 °C til 20 °C:

Q = 4,19 · 1 · (20 - 10) = 41,9 kJ