Закон Охлаждения Ньютона

Температура против Времени T(t)

Температура T(t) Температура Окружения Текущая Температура

Визуализация Объекта

Текущие Значения

Текущее Время 0.00 s

Текущая Температура 0.00 °C

Скорость Охлаждения 0.00 °C/s

Разница Температур 0.00 °C

Временная Константа 0.00 s

Прогресс Равновесия 0.00%

Текущие Значения

Параметры Охлаждения

Начальная Температура T₀: 80 °C Температура Окружения: 20 °C Константа Охлаждения k: 0.05 s⁻¹

Временной Диапазон

Максимальное Время: 100 s Скорость Анимации: 1.0x

Параметры Отображения

Показать Сетку Показать Асимптоту Показать Анимацию Объекта Показать Тепловые Частицы

Быстрые Шаблоны

Уравнения Закона Охлаждения Ньютона

Закон Охлаждения Ньютона: T(t) = T_env + (T₀ - T_env)·e^(-kt)

Константа Охлаждения k k = h·A/(m·c)

Временная Константа τ = 1/k (time to reach 63.2% of equilibrium)

Скорость Изменения Температуры: dT/dt = -k(T - T_env)

Что такое Закон Охлаждения Ньютона?

Закон охлаждения Ньютона утверждает, что скорость потери тепла телом пропорциональна разнице температур между телом и его окружением.

Физический Смысл

Константа Охлаждения (k) : Определяет скорость охлаждения объекта. Зависит от площади поверхности (A), коэффициента теплопередачи (h), массы (m) и удельной теплоемкости (c).
Временная Константа (τ = 1/k) : Время, необходимое для уменьшения разницы температур примерно до 36,8% (1/e) от ее начального значения.
Экспоненциальное Затухание : Разница температур уменьшается экспоненциально: ΔT(t) = ΔT₀·e^(-kt).

Факторы, Влияющие на Скорость Охлаждения

Площадь Поверхности : Большая площадь поверхности увеличивает теплопередачу, увеличивая k.
Коэффициент Теплопередачи (h) : Зависит от конвекции, проводимости и излучения. У воздуха h ниже, чем у воды.
Масса и Удельная Теплоемкость : Большая масса или более высокая удельная теплоемкость означает больше тепловой энергии, уменьшая k.

Реальные Приложения

Пища и Напитки : Прогнозирование времени охлаждения, мониторинг безопасности пищевых продуктов.
Судебная Медицина : Оценка времени смерти по температуре тела.
Инженерия : Проектирование теплообменников, системы электронного охлаждения.

Ограничения

Закон предполагает постоянную температуру окружающей среды и равномерную температуру объекта. Хорошо работает для охлаждения, доминируемого конвекцией, и небольших перепадов температур.