Mino Saccone wrote:
> Facciamo alcune ipotesi semplificative, ma non troppo:
> a) la barretta ha una conducibilit� termica tale da assicurare
> temperatura uniforme a tutta la sua superficie (abbastanza vera)
> b) la resistivita' non cambia significativamente nel campo di
> temperature considerato (un po' meno vera, ma influisce poco sui
> ragionamenti che seguono)
Ci sto ;-)
> Abbiamo quindi una barretta la cui superficie, a temperatura
> uniforme, e' costretta a dissipare il calore prodotto nell'unita' di
> tempo (esattamente quello dissipato per effetto Joule) nell'ambiente
> circostante. Siamo cioe' in una situazione "a potenza termica
> imposta". Un po' di calore uscira' per conduzione,
conduzione tra chi e chi? Io immagino due "spostamenti di calore" per
conduzione: uno dalla superficie all'aria circostante, e l'altro
dall'aria cricostante a quella man mano pi� lontana... � giusto? Li
considero (per ora) separatamente perch� il primo tratta il passaggio
tra due materiali diversi, l'altro la conduzione all'interno di un
singolo materiale...
>una parte piu'
> grande per convezione nell'aria.
Ok... ma anche in questa c'� la prima parte di consuzione dalla
superficie all'aria... o no?
>Una terza quota, come ha fatto
> giustamente notare AlbertoG, per irraggiamento.
Che trascuriamo alle temperature indicate...
> Bene tutti questi tre addendi dello scambio termico riguardano solo la
> superficie. Nessuno dei tre e' minimamente interessato all'andamento
> della temperatura all'interno della barretta. Ecco perche' la sua
> conducibilita' termica e' poco importante, almeno agli effetti della
> temperatura raggiunta nell'aria libera.
Beh, ma ho due obiezioni da fare:
- se la barretta conducesse pochissimo, il calore prodotto in prossimit�
della superficie potrebbe esser scambiato con l'esterno, mentre quello
prodotto all'interno farebbe aumentare molto la tempertura del "core"
senza per� poter contribuire allo scambio termico con l'esterno. Ecco
che allora di tutta la potenza fornita per effetto joule solo quella che
si "sprigiona" vicino alla superficie lavorerebbe per tener su la
temperatura e contrastare la dissipazione, con il risultato che la
temperatura di equilibrio sarebbe pi� bassa. Ora, quest'effetto pu�
anche essere del tutto trascurabile, ma va giustificato/verificato...
- ma se considero lo scambio termico tra due materiali (in questo caso
aria e metallo), non entrano in gioco le conducibilit� di entrambi?
Immaginiamo di avere due corpi A e B con capacit� termica quasi infinita
(cos� la loro temperatura non varia apprezzabilmente durante il
fenomeno), ma con conducibilit� termica diversa (altissima il primo,
quasi nulla il seocndo): se li metto a contatto con un corpo C, questo
assorbe la stessa potenza da entrambi? Io cos� a bomba direi di no...
Quindi direi anche che l'aria, che prima di andarsene via per convezione
devi venire a contatto con la superficie e con esa scambiare calore, si
scalda pi� o meno velocemente a seconda di quanto � termicamente
conduttore il filo... o no?
>Tagliando il polistirolo le
> cose possono cambiare nella zona di contatto che potrebbe, proprio
> per conducibilita' richiamare calore dalle zone non a contatto
> circonvicine, ma qui le cose si complicano non poco e forse ci
> interessa di piu' sviscerare almeno qualitativamente lo scambio con
> l'ambiente circostante. Togliamo percio' di mezzo il polistirolo.
Si, si... tanto di casino se ne fa abbsatnza anche senza! :-)
> Come dicevamo gli addendo sono:
>
> Irraggiamento:
Ok...
> La conduzione pura e' trascurabile nell'aria.
Come sopra: qui intendi il calore che si sposta per conduzione dagli
strati d'aria pi� vicini al filo a quelli pi� lontatni, giusto?
> La convezione naturale (senza cioe' una velocita' imposta p. es. da un
> ventilatore, ma per pura variazione di peso specifico dell'aria in
[...]
> gravita', ma non da cio' che accade all'interno della barretta.
Ok...
> In altre parole: a calore imposto lo scambio termico avviene in due
> zone indipendenti tra loro: l'interno della barretta e l'esterno.
Non son d'accordo per quanto scritto all'inizio: la conducibilit�
termica decide quanto il calore prodotto epr effetto joule all'interno
della barretta pu� "essere usato" per mantenere la teperatura della
superficie...
> Nota la temperatura dell'ambiente e le caratteristiche dell'aria si
> puo' determinare la temperatura della superficie di scambio. Partendo
> poi da questo risultato si puo' determinare, nota la conducibilita',
> la distribuzione di temperatura all'interno del metallo.
>
> Diverso sarebbe il caso se invece di avere "potenza imposta" avessimo
> "temperatura imposta" (p. es una barretta cava, un tubo insomma, in
> cui scorre un liquido a temperatura data che "impone" questa
> temperatura alla superficie interna). La barretta/tubo poi,
> naturalmente immersa nell'aria. In questo caso la conducibilita'
> della barretta, specie se bassa giocherebbe un ruolo tutt'altro che
> trascurabile.
Non capisco...non � la stessa cosa ma � simile: il "core" del filo � il
tuo liquido, che riceve una cert quantit� di calore per unit� di tempo:
se il materiale conduce, questo calore pu� arrivare in superficie e
scaldarla, altrimenti no. Nei due casi la temperatura della superficie
sar� diversa, ma la "potenza joule" sar� la stessa...
Pensa te se avessimo considerato anche il polistirolo... ;-)
Ciao
Giacomo
Received on Sun Jul 11 2004 - 17:56:50 CEST
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