Γιατί είναι οι κακοί αγωγοί θερμότητας αέρα και νερού;
* Χαμηλή πυκνότητα: Ο αέρας και το νερό έχουν σχετικά χαμηλές πυκνότητες σε σύγκριση με τα στερεά. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερα μόρια συσκευασμένα σε ένα δεδομένο χώρο, οδηγώντας σε λιγότερο συχνές συγκρούσεις μεταξύ των μορίων. Η μεταφορά θερμότητας βασίζεται σε αυτές τις συγκρούσεις για τη μεταφορά ενέργειας, οπότε οι λιγότερο συχνές συγκρούσεις σημαίνουν λιγότερο αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας.
* αδύναμες διαμοριακές δυνάμεις: Τα μόρια στον αέρα και στο νερό συγκρατούνται από αδύναμες ενδομοριακές δυνάμεις όπως οι δυνάμεις van der Waals σε δεσμούς αέρα και υδρογόνου στο νερό. Αυτές οι αδύναμες δυνάμεις δεν μεταφέρουν εύκολα την κινητική ενέργεια (θερμότητα) μεταξύ των μορίων.
* Μεγάλη απόσταση μεταξύ μορίων: Λόγω της χαμηλής πυκνότητας τους, τα μόρια στον αέρα και στο νερό είναι σχετικά μακριά. Αυτό σημαίνει ότι η μεταφορά ενέργειας μέσω της αγωγιμότητας πρέπει να ταξιδέψει σε μεγαλύτερες αποστάσεις, η οποία επιβραδύνει τη διαδικασία.
Πώς μπορούν να μεταφέρουν θερμότητα:
Ενώ ο αέρας και το νερό είναι κακοί αγωγοί, μπορούν ακόμα να μεταφέρουν θερμότητα αποτελεσματικά μέσω άλλων μηχανισμών:
* CONVECTION: Αυτό περιλαμβάνει την κίνηση του ίδιου του υγρού. Στον αέρα, ο ζεστός αέρας αυξάνεται και ο ψυγικός αέρας κατεβαίνει, δημιουργώντας ρεύματα μεταφοράς που μεταφέρουν τη θερμότητα. Στο νερό, τα ρεύματα μεταφοράς μπορούν να προκληθούν από διαφορές θερμοκρασίας ή από τον άνεμο.
* Ακτινοβολία: Τόσο ο αέρας όσο και το νερό μπορούν να απορροφήσουν και να εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένης της υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία σχετίζεται με θερμότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορείτε να αισθανθείτε τη ζεστασιά του ήλιου ακόμη και σε μια δροσερή μέρα.
Συνοπτικά:
Ο αέρας και το νερό είναι κακοί αγωγοί θερμότητας λόγω της χαμηλής πυκνότητας τους, των αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων και των μεγάλων αποστάσεων μεταξύ των μορίων. Ωστόσο, μπορούν ακόμα να μεταφέρουν τη θερμότητα αποτελεσματικά μέσω μεταφοράς και ακτινοβολίας.
