Stefanovo število

Stefanovo števílo [štéfanovo ~] (označbe St, Ste ali Sf) je v termodinamiki brezrazsežna količina, določena kot razmerje med otipljivo toploto in specifično latentno toploto:

$\mathrm{Ste} = \frac{c_{p}\Delta T}{q_{t}} \!\, ,$

kjer je $c_{p}$ specifična toplota pri stalnem tlaku, $\Delta T$ temperaturna razlika med fazama, $q_{t}$ pa specifična latentna toplota pri taljenju. Število je uporabno pri analizi Stefanove naloge. Izhaja iz računov Jožefa Stefana o hitrosti faznega prehoda vode v led na polarnih ledenih kapah iz leta 1889. Pojem Stefanovega števila na ta način je uvedel G. S. H. Lock kot spremenljivko pri asimptotični, približni rešitvi problema premične meje.

Stefanovo število so najprej zapisali tudi v obliki kot razmerje med gostoto izsevanega energijskega toka (po Stefan-Boltzmannovem zakonu) in gostoto toplotnega toka pri prevajanju toplote v stacionarnem stanju:

$\mathrm{Ste} = \frac{j^{\star}}{j} = \frac{\sigma T^{4}}{\lambda \Delta T/l} = \frac{\sigma l T^{3}}{\lambda} \!\, ,$

kjer je $\sigma$ Stefanova konstanta, $T$ temperatura segretega telesa, $l$ karakteristična debelina plasti, $\lambda$ toplotna prevodnost plasti, na drugi mejni plasti pa vzamemo temperaturo enako 0, in je $\Delta T = T$.

Stefanovo število se imenuje tudi Starkovo število (označba Sk) po Johannesu Starku.

Zgledi

Za taljenje ledu pri standardni temperaturi je na primer:

$\mathrm{Ste} = \frac{4186,8 \cdot 20}{333400} = 0,25 \!\, .$

Glej tudi

• Fourierjevo število
• Jakobovo število

Viri

• Crepeau, John C. (2008-08). "Josef Stefan and his contributions to heat transfer" (v v angleščini) (PDF). Proceedings of the ASME 2008 Heat Transfer Conference. http://webpages.uidaho.edu/~crepeau/2008crepeau.pdf. Pridobljeno 2009-06-28. 

• Lock, G. S. H. (1969). "On the use of asymptotic solutions to plane ice-water problems" (v v angleščini) (PDF). J. Glaciol. 8 (53): st285-300. http://www.igsoc.org/journal/8/53/igs_journal_vol08_issue053_pg285-300.pdf. Pridobljeno 2011-01-12. 

• Stefan, Jožef (1889). "O teoriji nastanka ledu, posebno še o nastanku ledu v polarnem morju (Über die Theorie der Eisbildung, insbesondere über die Eisbildung im Eismeere)" (v v nemščini). Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien, II a 98: 965. 

• Strnad, Janez (2010). "Stefanovo število". Obzornik mat. fiz. 57 (6): 216-217.