Поток энергии

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Поток энергии
Размерность L2MT−3
Единицы измерения
СИ Вт
СГС эрг·с−1

Пото́к эне́ргии — количество энергии, переносимое за единицу времени через рассматриваемую поверхность. В СИ измеряется в ваттах. Стандартного обозначения данной величины не существует, могут использоваться буквы , и другие.

Поток находится как сумма (интеграл) элементарных, то есть через бесконечно малые участки поверхности, потоков:

Каждый из таких элементарных вкладов равен произведению прошедшей за единицу времени через малый участок энергии на единичный вектор в направлении переноса энергии и на единичный вектор нормали к площадке (при этом , где — векторный элемент площадки):

.

Если речь идёт об энергии, переносимой оптическим излучением, то вместо термина «поток энергии» используют эквивалентный для такого случая термин «поток излучения»[1][2].

Если речь идёт о переносе тепла, используется термин «тепловой поток» — количество теплоты, проходящее через изотермическую поверхность в единицу времени.

Говоря о потоке энергии, иногда имеют в виду другую величину, а именно плотность потока энергии, измеряемую в Вт/м2, причём эту плотность потока рассматривают как вектор, направленный по направлению переноса энергии в данной точке. Например, для теплового потока его плотность направлена противоположно градиенту температуры, а по величине равна потоку тепла через изотермическую поверхность единичной площади. Иные названия этой же величины: удельный тепловой поток, тепловая нагрузка[3].

Строго, вектор плотности потока энергии и поток энергии связаны соотношением

,

где вид выражения для следует из представленной выше формулы для . Аналогичным образом связываются плотность потока и поток любой физической величины, не только энергии.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ГОСТ 7601-78. Физическая оптика. Термины, буквенные обозначения и определения основных величин. Дата обращения: 29 октября 2015. Архивировано 30 ноября 2021 года.
  2. Бухштаб М. А. Поток излучения // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — Т. 4. — С. 94—95. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
  3. Тепловой поток // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 76. — ISBN 5-85270-101-7.