Rubner's wet van het lichaamsoppervlak

De wet van Rubner van het oppervlak van een lichaam, ook bekend als de wet van het oppervlak van een lichaam of de regel van Richer-Rubner over warmteoverdracht, is een van de basiswetten van warmteoverdracht in de natuurkunde. Deze wet stelt dat de snelheid van warmteoverdracht van een lichaam evenredig is met het oppervlak ervan.

Deze wet werd oorspronkelijk in 1883 voorgesteld door de Duitse fysioloog Max Rubner. Rubner bestudeerde het metabolisme van dieren en merkte op dat de snelheid van warmteverlies bij verschillende dieren evenredig is aan hun oppervlakte, en niet aan hun massa, zoals velen eerder hadden geloofd.

Rubner stelde later vast dat de wet van het lichaamsoppervlak niet alleen geldt voor levende organismen, maar ook voor alle lichamen die in contact staan ​​met de omgeving en er warmte mee uitwisselen. Zo werd de wet van Rubner een van de basiswetten van warmteoverdracht in de natuurkunde.

Volgens de wet van het lichaamsoppervlak is de snelheid van warmteoverdracht Q vanuit het lichaam recht evenredig met het oppervlak S en het temperatuurverschil tussen het lichaam en de omgeving (ΔT):
Q = kSΔT,
waarbij k de warmteoverdrachtscoëfficiënt is, afhankelijk van de fysieke eigenschappen van het lichaam en de omgeving.

De wet van Rubner heeft veel praktische toepassingen in wetenschap en technologie. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij het ontwerp van koelsystemen voor elektronische apparaten, bij het berekenen van de energie-efficiëntie van gebouwen en voertuigen, en in de geneeskunde om de stofwisseling van levende organismen te berekenen.

Opgemerkt moet worden dat de wet van Rubner slechts een benadering is, omdat deze geen rekening houdt met veel factoren, zoals de vorm en het materiaal van het lichaam, evenals de thermische geleidbaarheid en convectie in de omgeving. Desondanks blijft het een belangrijk hulpmiddel voor het berekenen van warmteoverdracht in verschillende toepassingen en vormt het de basis voor verder onderzoek op het gebied van warmteoverdracht en thermodynamica.

De oppervlaktewet van Rubner is een van de belangrijkste wetten in de fysiologie van warmteoverdracht. Deze wet stelt dat de verhouding tussen de hoeveelheid thermische energie die per tijdseenheid wordt afgegeven of geabsorbeerd door een lichaam en zijn oppervlakte niet afhankelijk is van de vorm van het oppervlak en de dichtheid van het lichaam, noch van de temperatuur van de externe omgeving. omgeving en omringende lucht. Het lichaamsoppervlak is echter geen constante waarde en kan variëren afhankelijk van de omgevingsomstandigheden, temperatuur en vochtigheid. De wet van Rubner wordt gebruikt op verschillende gebieden van wetenschap en technologie, waaronder economie, natuurkunde, geneeskunde, halfgeleiderfysica en andere gebieden.