Stefanovo število

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

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.[1] Pojem Stefanovega števila na ta način je uvedel G. S. H. Lock kot spremenljivko pri asimptotični, približni rešitvi problema premične meje.[2][3][4]

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:[4]

 \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.[4]

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

Zgledi[uredi | uredi kodo]

Za taljenje ledu pri standardni temperaturi je na primer:

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

Glej tudi[uredi | uredi kodo]

Opombe in sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Stefan (1889).
  2. ^ Lock (1969).
  3. ^ Crepeau (2008).
  4. ^ 4,0 4,1 4,2 Strnad (2010).

Viri[uredi | uredi kodo]

  • 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)". Sitzungsberichte der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien, II a (v nemščini) 98: 965.