Γιατί ο αέρας θεωρείται κακός αγωγός θερμότητας;
* Χαμηλή πυκνότητα: Τα μόρια αέρα απέχουν πολύ σε σύγκριση με τα στερεά ή τα υγρά. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερες συγκρούσεις μεταξύ των μορίων, περιορίζοντας τη μεταφορά θερμικής ενέργειας.
* αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Οι αδύναμες δυνάμεις van der Waals μεταξύ των μορίων αέρα καθιστούν δύσκολο για αυτούς να μεταφέρουν ενεργειακά αποτελεσματικά.
* Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα: Η θερμική αγωγιμότητα του αέρα είναι πολύ χαμηλή, που σημαίνει ότι χρειάζεται πολύς χρόνος για τη θερμότητα να ρέει μέσα από αυτό.
Πώς ο αέρας αντιστέκεται στη μεταφορά θερμότητας:
* Conduction: Η μεταφορά θερμότητας μέσω της αγωγιμότητας απαιτεί άμεση επαφή μεταξύ των μορίων. Η χαμηλή πυκνότητα και οι αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις στον αέρα καθιστούν τη διαδικασία αυτή αναποτελεσματική.
* CONVECTION: Η μεταφορά περιλαμβάνει τη μεταφορά θερμότητας μέσω της κίνησης υγρών. Ενώ ο αέρας μπορεί να κυκλοφορήσει και να μεταφέρει θερμότητα μέσω μεταφοράς, εξακολουθεί να είναι μια σχετικά αργή διαδικασία σε σύγκριση με τα πυκνότερα υγρά όπως το νερό.
* Ακτινοβολία: Ο αέρας είναι διαφανής στις περισσότερες μορφές ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένης της υπέρυθρης ακτινοβολίας που μεταφέρει θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι ο αέρας δεν απορροφά ή εκπέμπει θερμική ενέργεια αποτελεσματικά μέσω της ακτινοβολίας.
Συνέπειες της κακής αγωγιμότητας του αέρα:
* μόνωση: Η κακή αγωγιμότητα του αέρα είναι ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιείται ως μονωτήρας. Για παράδειγμα, υλικά όπως τσέπες αέρα μόνωσης από υαλοβάμβακα, δημιουργώντας ένα φράγμα στη ροή θερμότητας.
* κλίμα: Ο αέρας στην ατμόσφαιρα λειτουργεί ως κουβέρτα, παγιδεύοντας θερμότητα και μετριάζοντας τη θερμοκρασία της Γης.
* Ζωική μόνωση: Τα ζώα χρησιμοποιούν γούνα ή φτερά για να παγιδεύσουν ένα στρώμα αέρα δίπλα στο δέρμα τους, παρέχοντας μόνωση ενάντια σε ψυχρές θερμοκρασίες.
Συνολικά, η κακή αγωγιμότητα του αέρα είναι αποτέλεσμα της χαμηλής πυκνότητας, των αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων και της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας. Αυτές οι ιδιότητες το καθιστούν ένα εξαιρετικό μονωτήρα, εμποδίζοντας τη μεταφορά θερμότητας και διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση των θερμοκρασιών σε διάφορα περιβάλλοντα.
