Ποια διαδρομή παίρνει η θερμική ενέργεια;

Η θερμική ενέργεια ή η θερμότητα δεν έχει πραγματικά ένα "μονοπάτι" με τον τρόπο που κάνει ένα φυσικό αντικείμενο. Είναι πιο ακριβές να σκεφτόμαστε μεταφορά θερμότητας , που περιγράφει πώς η θερμική ενέργεια μετακινείται από το ένα μέρος στο άλλο. Υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι με τους οποίους η θερμότητα μπορεί να μεταφερθεί:

1. Αγωγιμότητα: Αυτή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω άμεσης επαφής. Φανταστείτε να κρατάτε ένα καυτό φλιτζάνι καφέ:Η θερμότητα από τον καφέ μεταφέρει στο χέρι σας μέσα από την επιφάνεια του κυπέλλου. Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια στο θερμότερο αντικείμενο δονείται πιο έντονα, χτυπώντας στους πιο δροσερούς γείτονές τους και μεταφέροντας ενέργεια.

2. Μεταφορά: Αυτή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω της κίνησης υγρών (υγρά και αέρια). Σκεφτείτε το βραστό νερό σε μια σόμπα. Το νερό στο κάτω μέρος θερμαίνεται, γίνεται λιγότερο πυκνό και αυξάνεται. Το ψυγείο νερό στη συνέχεια βυθίζεται, δημιουργώντας έναν κύκλο κίνησης που διανέμει θερμότητα σε όλο το δοχείο.

3. Ακτινοβολία: Αυτή είναι η μεταφορά θερμότητας μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Αισθάνεστε τη ζεστασιά από τον ήλιο, παρόλο που δεν υπάρχει άμεση επαφή. Ο ήλιος εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία που ταξιδεύει μέσα από το διάστημα και θερμαίνει την επιφάνεια της γης.

Έτσι, αντί για μία διαδρομή, η μεταφορά θερμότητας μπορεί να συμβεί μέσω ενός συνδυασμού αυτών των μεθόδων ανάλογα με την κατάσταση. Για παράδειγμα, ένα ζεστό σπειροειδές μεταφέρεται σε θερμότητα σε μια κατσαρόλα μέσω της αγωγιμότητας, το τηγάνι μεταφέρει τη θερμότητα στο φαγητό μέσω της αγωγιμότητας και οι μάγειρες των τροφίμων λόγω της συνδυασμένης επίδρασης της αγωγιμότητας και της μεταφοράς.

Ακολουθούν ορισμένα πρόσθετα σημεία που πρέπει να λάβετε υπόψη:

* κατεύθυνση μεταφοράς θερμότητας: Η θερμότητα ρέει πάντα από μια περιοχή υψηλότερης θερμοκρασίας σε μια περιοχή χαμηλότερης θερμοκρασίας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μεταφορά θερμότητας προσπαθεί να φτάσει στη θερμική ισορροπία, όπου οι θερμοκρασίες όλων των αντικειμένων είναι οι ίδιες.

* Ποσοστό μεταφοράς θερμότητας: Ο ρυθμός με τον οποίο μεταφέρεται η θερμότητα εξαρτάται από παράγοντες όπως η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αντικειμένων, του υλικού που εμπλέκεται και της επιφάνειας σε επαφή.

* μόνωση: Υλικά που είναι καλοί μονωτήρες αντιστέκονται στη ροή της θερμότητας. Για παράδειγμα, ένα παχύ παλτό μαλλί βοηθά στην πρόληψη της απώλειας θερμότητας από το σώμα σας επιβραδύνοντας την αγωγιμότητα και τη μεταφορά.

Η κατανόηση αυτών των εννοιών μας βοηθά να εξηγήσουμε πώς η θερμότητα επηρεάζει την καθημερινότητά μας, από το μαγείρεμα των τροφίμων μέχρι να παραμείνει ζεστό το χειμώνα.