Isıl kütle

Isıl kütle, Albert Einstein'ın kütle enerji denkliğinden bulunulan sıcaklık akımında termal enerji denkliği olarak tanımlanır. Isıl kütle teorisi, Zeng-Yuan Guo tarafından ileri sürülmüş kütle enerji çiftliğine ait sıcaklıkla ilgili konvensiyonel süreçte enerji gibi veya transfer sürecinde kütle özellikleri gösterir. Kütle sıcaklık, sıcaklık transferinde duruma ve kütle sıcaklığına neden olur. Kütle sıcaklığın oldukça küçük olduğu için çok nadir ölçülür ancak çok hızlı sıcaklık veya çok aşırı sıcaklık transferinde kendi değerini gösterebilir. Geleneksel olan Kalori teorisinden ayrılan kütle olmadan madde ısı olarak hareket eder. Isıl kütle teorisi kütle ile akışkan madde olarak hareket eder.

Isıl kütle teorisi bazlı, ısıl kütle gaz modeli geliştirilmiştir. Bu modelde, sıcaklık transferi  süreci ısıl kütle gaz akışı olarak orta boyutta hareket eder. Isıl kütle basıncı eğilimi, potansiyel alan ile yürütülür. Isıl kütle gazı  ısıların birleşimi olan gaz gibidir, termal enerji taşınması birim yalancı parçacıkları olarak tanımlanır. Katı maddeler için ısıl kütle gazı kristaller için fonon gaz olacaktır. Saf metaller için elektron üzerinde bağlanır veya yalnızca diğer katılar arasında olur. Orta kararda ısı transferi düşünüldüğünde, biz ısıl kütle gazı makroskobik, iri ölçekli, akışkan özelliklerinden ziyade her bir ısının detaylarına odaklanırız ve böylece ısıl gaz süreci ve klasik olarak Newton mekaniği tarafından tanımlanabilen aktarım sürecini öngörürüz.

Isıl kütle gaz akımı için durum dengesi ve dengelerin yürütülmesi, klasik mekanik yöntembilim bazlı, akışkan ısı ve sıcaklık alanı arasındaki ilişkinin tanımlanmasını sağlayan genel ısı iletim hukukudur. Tüm termal durum etkileri önemsenmediği takdirde, genel hukuk Fourier’in Hukuk’unu çiğner ve böylece ısı iletimi konusunda Fourier’in Kanununu anlamak için bize yeni bir bakış açısı sunar. Fourier Kanunu gerekli olarak itici güç ile rezistans güç arasında ısıl kütle akışkan mekaniklerinde denge anlamındadır. Sonuç olarak, Fourier kanunu, iç etki dikkate alınmadığında veya doğrusal rezistans ilişkisi geçerli olmadığında ihlal edilmiş olur.

Termal dalga olayında ısıl kütle teorisi kullanılarak çalışılmıştır. Genel hukuk, Cattaneo-Vernotte modeli ile aynı şekilde belli bir zaman içinde farklı fizik değerinin önemi, termal durum bölümlerinin etkileri yalnızca göz önüne alındığında geçersiz olur. Isıl kütle gaz modelinde belirli zaman, Cattaneo-Vernotte modeli, termal denk olmayan durumdan denk olan duruma geçtiği gevşeme zamanında olduğunda ısı akışı ile ilgili olan sıcaklık ısı yalıtımı anlamına gelir. Bu oluşan fark, termal dalga yayılımı için çok farklı tahminlere yol açar. Yalıtkan maddeler için, karakteristik değer zamanı iki sıra büyüklük ile farklılık gösterir. Bu CV modelinden ısıl kütle ile, gaz modeli ile daha yavaş sıcak tepkime noktaları ile sonuçlanır. Hatta metaldeki ısı dalgaları için, iki karakteristik zamanlamaların olduğu yerlerde çok yakın temas olurken, termal iç etkiler ayrıca sıcak dalga yayılımının farklı özelliklerine sebep olur. Özellikle sıfır altı fiziksel olmayan sıcaklık dağılımında Catteneo-Vernotte modeli ile, iki düşük sıcaklık soğutucu dalgaları ile karşılaştığında, bizim genel yasamız ile tahminler olmayacaktır.

Isıl kütle teorisi çok küçük malzemelerinin uygun olmayan termal iletiminde öngörülerde bulunmak için kullanılır. Genel hukuk, kararlı durum Fourier ısı iletimi olmayan iletimi, zamana bağlı dönemler önemsenmediğinde tanımlar. Öngörüler çok küçük malzemelerinin  etkin termal iletkenliğini göstermektedir. Bu durum, kendinden olandan daha küçük olmaya verilen uzunluk için ortalama sıcaklık artışı ile uçlar arasında olan sıcaklık farkında azalan uzunluk ile azalmasına yol açar. Sonuçlar oluşan teorik veya deneysel veri ile örtüşmektedir.

Son zamanlarda, ısıl kütle teorisi geniş ve dönüştürülemeyen termodinamiklere ve fonon hidrodinamik teorisi ile karşılaştırılmaktadır. Durağan kurulum olarak, iletme dönemi doğrusal olmayan bölüm fonon dağılım fonksiyonundan, ısıl kütle teorisi bazlı iletim devresi ısı iletim dengelemesi esasında doğrusal olmayan bölüm fonon dağılım fonksiyonundan gelmektedir. Böylelikle saptırma doğrusal olmayan GK modelinin içeriğine sahip Boltzman dengeleme fonun çözeltisi olarak düşünülebilir. Hiçbir dengesi olmayan termodinamikler için, ısıl kütle teorisi dağıntı ve dağıntı üretimi modifikasyonu sağlar, ısı hava yayılımında olumsuz dağıntı üretimi ikileminden kaçınır. Sonuç olarak, dağılım üretimi Onsanger İkili İlişkisinin kurulmasıyla oluşmuştur. Bundan dolayı, ikili ilişkinin onaylanması da ısıl kütle teorisinden ortaya çıkmıştır. Güçler ve akışkanlığın genellenmesi konsepti ikili ilişkideki, akışkanlığın belirli durum değişkenleri olarak açıklanması veya açıklanmaması ikilemini ortadan kaldırmaktadır.

Arka plan 
Termal enerjiyi termal kütleye bağlayan denklem:

 

burada Q taşınan ısı enerjisini, Cth  termal kütleyi, Δ T sıcaklık değişimini ifade eder.

Uniform yapılar için,  için şu yaklaşım kullanılabilir.

 

Burada    kütleyi ve   malzemenin izobarik özgül ısı kapasitesidir  .

Kaynakça 
Thermomass Theory - Wikipedia, the free encyclopedia 

Termodinamik
Kütle
Isı transferi
Isıtma, havalandırma ve klima