Katholieke Encyclopaedie

Uitgeverij Joost van den Vondel (1933-1939)

Gepubliceerd op 04-11-2019

Warmte-overdracht

betekenis & definitie

Bij twee lichamen van verschillende temperatuur bestaat de neiging, dit temperatuursverschil teniet te doen. De w., die geschiedt van het warmere naar het koudere lichaam, kan op drie verschillende manieren plaats hebben.

a) Convectie

Het kenmerkende van dezen vorm van w. is, dat de warmere stof zelf zich verplaatst. Convectie komt daarom alleen voor in vloeistoffen en gassen; de optredende beweging berust meestal op dichtheidsverschillen der stof bij verschillende temperaturen (het opstijgen van warme lucht; centrale verwarming met behulp van warm water).

b) Conductie of warmtegeleiding

Hierbij gaat de warmte van warmere naar koudere plaats over, zonder dat deelen van het lichaam daarbij in beweging komen. Dit energietransport komt onder invloed van de moleculaire beweging (→ Moleculen) tot stand; de intensiteit ervan is afhankelijk van den aard der stof. Metalen geleiden beter dan hout; vloeistoffen weer minder goed, en gassen, waaronder lucht, slecht. Op dit laatste berust het gebruik van bontwerken en de toepassing van turfmolm en hooi in koelkasten en hooikisten.

De coëfficiënt der warmtegeleiding, d.i. de hoeveelheid warmte, die per eenheid van temperatuurverval in de tijdseenheid door een vlakteeenheid overgevoerd wordt, is evenals de coëfficiënt der inwendige wrijving bij verdunde gassen over een groot interval onafhankelijk van den druk. Bij voortgezette verdunning echter (in het moleculaire gebied) nemen beide coëfficiënten af, om ten slotte evenredig te worden met den druk. Kundt en Warburg dachten hier aan een temperatuursprong, welke inderdaad later door von Smoluchowski (1898) experimenteel werd aangetoond. Knudsen (1911) drong dieper door in dit probleem, door de verklaring te zoeken in den zuiver moleculairen toestand aan den wand, in het onvolledige der energieuitwisseling, die het botsend molecuul met den wand uitvoert. Hij voert daartoe in zijn accommodatie-coëfficiënt, d.i. de grootheid, waarmee men de temperatuurverandering, die de moleculen bij volledige warmte-uitwisseling zouden krijgen, moet vermenigvuldigen om de werkelijke temperatuursverandering te vinden. De accomodatiecoëfficiënt is afhankelijk van den aard van gas en wand, en wordt grooter naarmate de wand ruwer is en voor absoluut ruwe wanden gelijk aan de eenheid.

De warmte-overgang tusschen twee evenwijdige ruwe vlakken is bij den moleculairen toestand van een gas onafhankelijk van den afstand dier vlakken. Nu is in een zeer verdund gas de warmtegeleiding op te vatten als straling (zie hieronder), die dan voortgebracht wordt door de zich snel heen en weer bewegende moleculen, die zonder tegen elkaar te botsen tusschen twee naburige wanden heen en weer vliegen. Dit werpt een nieuw licht op de schutwerking van schermen tegen warmte-overgang (Wiener, 1918). Zoo zal binnen slecht geleidende, fijn poreuze stoffen het groote aantal dwarswanden de werking der warmte geleiding (hier: -straling) aanmerkelijk verminderen (noodig is slechts, dat de gemiddelde vrije weglengte der moleculen groot is t.o.v. twee naburige vlakken). Naast deze schermwerking tegen de warmtestraling en de bekende schermwerking tegen de convectie, kan ten slotte nog een schermwerking tegen de warmtegeleiding van de zich in de poriën bevindende lucht verkregen worden, als men deze stoffen uitpompt.

c) Straling

Bij dezen vorm van w. heeft, in tegenstelling met de sub a) en b) besproken verschijnselen, geen verwarming plaats van de stof, die zich tusschen de warmtebron en het verwarmde lichaam bevindt. Als voorbeeld diene de wijze, waarop de zon de aarde verwarmt. De overdracht geschiedt hier door middel van den aether; deze is de drager van de electromagnetische golven, die in een anderen vorm de warmte-energie bevatten, welke door de zon wordt voortgebracht.

Lit.: J. W. A. ter Heerdt, Overzicht van de theorie en de toepassingen van gassen, waarin de onderlinge botsingen der moleculen kunnen verwaarloosd worden (1923). ter Heerdt.

< >