Πώς τα στερεά διεξάγουν θερμότητα;
1. Ατομική δομή: Τα στερεά έχουν μια σφιχτά γεμάτη, διατεταγμένη διάταξη ατόμων ή μορίων. Αυτά τα σωματίδια συγκρατούνται από ισχυρές ενδοατομικές δυνάμεις (όπως ομοιοπολικές, ιοντικές ή μεταλλικές δεσμούς).
2. Δονητική ενέργεια: Ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου, τα άτομα σε ένα στερεό δονούνται συνεχώς. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο έντονες είναι οι δονήσεις.
3. Μεταφορά θερμότητας: Όταν ένα άκρο ενός στερεού θερμαίνεται, τα άτομα στο τέλος αυτό αρχίζουν να δονείται πιο έντονα. Αυτή η αυξημένη δόνηση τους αναγκάζει να χτυπήσουν στα γειτονικά τους άτομα, μεταφέροντας μέρος της ενέργειας τους. Αυτή η αλυσιδωτή αντίδραση των συγκρούσεων διαδίδεται σε όλο το στερεό, μεταφέροντας θερμότητα από το ζεστό άκρο στο κρύο άκρο.
4. Θερμική αγωγιμότητα: Η ευκολία με την οποία ένα υλικό διεξάγει θερμότητα είναι γνωστή ως θερμική αγωγιμότητα . Αυτό εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:
* Φύση του υλικού: Τα μέταλλα έχουν δωρεάν ηλεκτρόνια που μπορούν εύκολα να μεταφέρουν θερμότητα, καθιστώντας τους καλούς αγωγούς. Τα μη μέταλλα (όπως το ξύλο ή το πλαστικό) έχουν ασθενέστερους δεσμούς και λιγότερο ελεύθερα ηλεκτρόνια, καθιστώντας τους κακούς αγωγούς.
* Ατομική δομή: Τα υλικά με σφιχτά συσκευασμένες δομές τείνουν να διεξάγουν θερμότητα καλύτερα από τα άμορφα υλικά.
* Θερμοκρασία: Η θερμική αγωγιμότητα συνήθως αυξάνεται με τη θερμοκρασία.
Παραδείγματα:
* μεταλλικό κουτάλι σε ζεστή σούπα: Το κουτάλι γίνεται γρήγορα ζεστό επειδή το μέταλλο διεξάγει εύκολα θερμότητα από τη σούπα στο χέρι σας.
* Ξύλινη λαβή σε ένα τηγάνι: Το ξύλο είναι ένας φτωχός αγωγός θερμότητας, προστατεύοντας το χέρι σας από το καυτό τηγάνι.
* Ice Cube σε ένα ποτό: Ο πάγος διεξάγει θερμότητα αργά, διατηρώντας το ποτό σας κρύο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Συνοπτικά: Η αγωγιμότητα θερμότητας στα στερεά συμβαίνει μέσω της μεταφοράς δονητικής ενέργειας μεταξύ ατόμων και μορίων. Η αποτελεσματικότητα αυτής της διαδικασίας καθορίζεται από την ατομική δομή του υλικού, τον τύπο συγκόλλησης και τη θερμοκρασία.
