Hva er en temperaturgradient?

En temperaturgradient er den gradvise variansen i temperatur med avstand.Hellingen av gradienten er konsistent i et materiale.En gradient etableres når som helst to materialer ved forskjellige temperaturer er i fysisk kontakt med hverandre.Enheter for mål på temperaturgradienter er grader per avstand, for eksempel deg; f per tommer eller deg; C per meter.

Mange temperaturgradienter eksisterer naturlig, mens andre opprettes.Den største temperaturgradienten på jorden er jorden i seg selv.Temperaturen på jordens kjerne er estimert til omtrent 9 000 og deg; F (5000 deg; C);Det er 6 650 deg; f (3 700 deg; c) ved grensen mellom kjernen og mantelen, mens skorpemperaturen er omtrent 200 deg; f (93 deg; c).Hvert lag har en temperaturgradient av en annen skråning, avhengig av varmebetingelsesevnen til laget.

Ingen temperaturgradient eksisterer mellom jorden og solen fordi det ikke er en atmosfære mellom dem.Varmekapasitet er evnen for et materiale til å holde varme.Et vakuum har null varmekapasitet.

Konveksjon ødelegger en termisk gradient.Ved oppvarming av en gryte med saus, blir væsken nærmest brenneren den hotteste.Når den blir rørt, blandes den varme væsken med kjøligere væske, varmen blir jevnt fordelt, og temperaturgradienten blir ugyldig.

Hvis den blir ikke stirret, vil konvektiv varmeoverføring føre til at varm væske stiger og kulde til å falle, og litt sirkulasjon vil oppstå,Selv om det ikke vil være så effektivt som aktiv omrøring.Over tid vil ledningskreftene som overfører varme fra bunnen etablere likevekt med de konvektive kreftene som får vannet til å sirkulere.Hvis varmekilden er lav, vil sirkulasjonen være treg, en bratt temperaturgradient kan eksistere, og sausen kan bli brent på bunnen.Hvis varmen er høy, vil sausen koke, varmeoverføringen med konveksjon vil være høy, og temperaturgradienten vil være nær null.

Isolasjon brukes til å forsinke varmeoverføring ved å sette materiale med lav varme konduktivitet ved siden av varmekilden.Isolasjonen hjelper til med å opprettholde den termiske gradienten mellom det isolerte objektet og omgivelsesforholdene.Kaffe vil holde seg varmere i en skumkopp enn i en aluminiumskopp fordi skummet leder varme mindre lett.På samme måte kan kaffedrikkeren brenne noen få fingre som plukker opp aluminiumskoppen fordi den termiske gradienten er nær null og temperaturen på utsiden av koppen er nesten den samme som innsiden av koppen.

for å være stabil, en termiskGradient må ha en konstant varmekilde og en tilgjengelig kjøleribbe.Å opprettholde konstante gradienter er sjelden viktig, bortsett fra når du utfører kjemiske reaksjoner.Mange industrielle prosesser krever nøye varmekontroll.Den levende cellen må også opprettholde nøye varmekontroller for optimal ytelse.Mens forskere forstår hvordan menneskekroppen som helhet opprettholder en temperaturgradient mellom kjernen og omverdenen, er alternativene som er tilgjengelige for individuelle celler mindre klare.