Потік енергії

Потік енергії
Символи	$\Phi ={\frac {dW}{dt}}$
Одиниці вимірювання
SI	Вт	м²·кг·с−3
СГС	ерг·с−1
Розмірність	L2MT−3
Визначення
Формула	${\dot {R}}={\frac {\mathrm {d} R}{\mathrm {d} t}}$
Позначення	потік енергії (${\dot {R}}$) енергія випромінювання ($R$) тривалість ($t$)

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 $\Phi$, $\Pi$ та інші.

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

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

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

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

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 ${\vec {J}}$ і потік енергії $\Phi$ пов'язані співвідношенням:

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

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

Див. також

• Потужність
• Густина потоку енергії
• Потік випромінювання