Потік енергії

Шаблон:Картка фізичної величини Поті́к ене́ргії — кількість енергії, що переноситься за одиницю часу через розглянуту поверхню. В SI вимірюється у ватах. Стандартного позначення цієї величини не існує, можуть використовуватися букви $\mathrm{\Phi }$, $\mathrm{\Pi }$ та інші.

Потік знаходять як суму (інтеграл) елементарних, тобто через нескінченно малі ділянки поверхні, потоків:

$\mathrm{\Phi }=\sum \mathrm{\Delta }{\mathrm{\Phi }}_i=\int d\mathrm{\Phi }$

Кожен з таких елементарних потоків дорівнює добутку енергії, яка пройшла за одиницю часу через малу ділянку, на одиничний вектор ${\overrightarrow{e}}_W$ в напрямку перенесення енергії і на одиничний вектор нормалі до площадки $\overrightarrow{n}$ (при цьому $\overrightarrow{n}=d\overrightarrow{S}/dS$, де $d\overrightarrow{S}$ — векторний елемент площадки):

$d\mathrm{\Phi }=\frac{d^{2}W}{dt}{\overrightarrow{e}}_W\cdot \overrightarrow{n}=\frac{d^{2}W}{dtdS}{\overrightarrow{e}}_W\cdot d\overrightarrow{S}$.

Якщо йдеться про енергію, що переноситься оптичним випромінюванням, то замість терміна «потік енергії» використовують еквівалентний для такого випадку термін «потік випромінювання».

Якщо йдеться про перенесення тепла, використовують термін «тепловий потік» — кількість теплоти, що проходить через ізотермічну поверхню за одиницю часу.

Говорячи про потік енергії, іноді мають на увазі іншу величину, а саме густину потоку енергії, вимірювану у Вт/м², причому цю густину потоку розглядають як вектор, спрямований у напрямку перенесення енергії в даній точці. Наприклад, для теплового потоку його густина спрямована протилежно до градієнта температури, а за величиною дорівнює потоку тепла через ізотермічну поверхню одиничної площі. Інші назви цієї ж величини: питомий тепловий потік, теплове навантаження. Строго, вектор густини потоку енергії $\overrightarrow{J}$ і потік енергії $\mathrm{\Phi }$ пов'язані співвідношенням:

$\mathrm{\Phi }=\int \overrightarrow{J}\cdot d\overrightarrow{S}$,

де вигляд виразу для $\overrightarrow{J}$ випливає з наведеної вище формули для $d\mathrm{\Phi }$. Аналогічно пов'язані густина потоку і потік будь-якої фізичної величини, не тільки енергії.

Див. також

• Потужність
• Густина потоку енергії
• Потік випромінювання