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Colling의 Newtons 법칙이 작은 차이 온도에만 적합한 이유는 무엇입니까?

뉴턴의 냉각 법칙은 경험적 법칙이며, 이는 엄격한 이론적 파생보다는 관찰에 근거한다는 것을 의미합니다. 그것은 몇 가지 가정 때문에 작은 온도 차이에 적합합니다.

1. 일정한 열전달 계수 : 뉴턴의 법칙은 일정한 열전달 계수 (H)를 가정하며, 이는 항상 사실이 아닙니다. 열전달 계수는 물체의 모양 및 표면적과 같은 요인, 주변 매체 (공기와 같은)의 특성 및 온도 차이 자체에 따라 다릅니다. 더 큰 온도 차이의 경우 H는 크게 다를 수 있으며 가정을 무효화 할 수 있습니다.

2. 선형 열전달 : 법은 열 전달 속도와 온도 차이 사이의 선형 관계를 가정합니다. 이것은 작은 차이에 가장 적합한 단순화입니다. 온도 차이가 증가함에 따라 열 전달 공정이 더 복잡해지고 선형 관계에서 벗어날 수 있습니다.

3. 균일 한 온도 분포 : 뉴턴의 법칙은 물체가 균일하게 식다고 가정합니다. 특히 큰 물체 나 더 큰 온도 차이의 경우 항상 그런 것은 아닙니다. 내부 온도 그라디언트가 개발 될 수있어 냉각 프로세스가 단순 모델이 제안하는 것보다 더 복잡하게 만듭니다.

4. 방사선 방치 : 법은 주로 대류 및 전도를 통한 열 전달에 중점을 둡니다. 더 큰 온도 차이의 경우, 방사선은 열 전달에 더 중요한 요소가되어 가정을 더욱 무효화합니다.

요약 : 뉴턴의 냉각 법칙은 작은 온도 차이에 유용한 근사치입니다. 냉각 속도를 이해하는 간단한 방법을 제공하지만 온도 차이가 증가함에 따라 덜 정확 해집니다. 더 큰 차이를 위해서는 위에서 언급 한 요소를 설명하는 더 복잡한 모델이 필요합니다.

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