Interested Article - Поток энергии

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 $\Phi$ , $\Pi$ и другие.

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

\Phi =\sum \Delta \Phi _{i}=\int d\Phi

Каждый из таких элементарных вкладов равен произведению прошедшей за единицу времени через малый участок энергии на единичный вектор ${\vec {e}}_{W}$ в направлении переноса энергии и на единичный вектор нормали к площадке ${\vec {n}}$ (при этом ${\vec {n}}=d{\vec {S}}/dS$ , где $d{\vec {S}}$ — векторный элемент площадки):

d\Phi ={\frac {d^{2}W}{dt}}\,{\vec {e}}_{W}\cdot {\vec {n}}={\frac {d^{2}W}{dt\,dS}}\,{\vec {e}}_{W}\cdot d{\vec {S}}

.

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

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 / м ² , 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 .

Строго, вектор плотности потока энергии ${\vec {J}}$ и поток энергии $\Phi$ связаны соотношением

\Phi =\int {\vec {J}}\cdot d{\vec {S}}

,

где вид выражения для ${\vec {J}}$ следует из представленной выше формулы для $d\Phi$ . Аналогичным образом связываются плотность потока и поток любой физической величины, не только энергии.