Γιατί η αγωγιμότητα στο αέριο είναι αργή;
1. Χαμηλή πυκνότητα: Τα μόρια αερίου είναι πολύ μακριά σε σύγκριση με τα υγρά ή τα στερεά. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερες συγκρούσεις μεταξύ των μορίων, τα οποία είναι απαραίτητα για τη μεταφορά της θερμικής ενέργειας.
2. Αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Τα μόρια αερίου έχουν πολύ αδύναμες ελκυστικές δυνάμεις μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι είναι λιγότερο πιθανό να μοιραστούν την κινητική ενέργεια μέσω συγκρούσεων.
3. Υψηλή μέση ελεύθερη διαδρομή: Η μέση ελεύθερη διαδρομή ή η μέση απόσταση που ένα μόριο ταξιδεύει πριν συγκρουστεί με ένα άλλο, είναι πολύ μεγαλύτερη σε αέρια από ό, τι σε υγρά ή στερεά. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερες ευκαιρίες για μεταφορά ενέργειας μέσω συγκρούσεων.
4. Κακή θερμική αγωγιμότητα: Τα αέρια γενικά έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, που σημαίνει ότι είναι φτωχοί στη μεταφορά θερμότητας. Αυτό οφείλεται στους παράγοντες που αναφέρθηκαν παραπάνω - αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις, χαμηλή πυκνότητα και μακρά μέση ελεύθερη διαδρομή.
5. Αργή μεταφορά ενέργειας: Όταν συμβαίνουν συγκρούσεις, η μεταφορά ενέργειας μεταξύ των μορίων αερίου είναι λιγότερο αποτελεσματική από ό, τι σε υγρά ή στερεά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια κινούνται γρηγορότερα και έχουν μικρότερο χρόνο αλληλεπίδρασης.
Παράδειγμα: Φανταστείτε να προσπαθείτε να περάσετε μια μπάλα κάτω από μια γραμμή ανθρώπων. Εάν οι άνθρωποι είναι πολύ μακριά και δεν κρατούν τα χέρια, η μπάλα θα διαρκέσει πολύ περισσότερο για να φτάσει στο τέλος της γραμμής. Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς λειτουργεί η αγωγιμότητα θερμότητας σε αέρια. Τα μόρια είναι πολύ ξεχωριστά και δεν είναι έντονα συνδεδεμένα, καθιστώντας τη μεταφορά ενέργειας αργά.
Συνοπτικά: Η χαμηλή πυκνότητα, οι αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις, η μακρά μέση ελεύθερη διαδρομή και η αργή μεταφορά ενέργειας μεταξύ των μορίων στα αέρια συμβάλλουν όλα στην κακή τους θερμική αγωγιμότητα και την αργή αγωγιμότητα της θερμότητας.
