Ποιος είναι ο λόγος για τη μεταφορά θερμότητας από μια ουσία στην άλλη;

Ο λόγος για τη μεταφορά θερμότητας από μια ουσία σε μια άλλη είναι μια θεμελιώδης έννοια στη φυσική που ονομάζεται Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής . Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η θερμότητα ρέει πάντα από μια περιοχή υψηλότερης θερμοκρασίας σε μια περιοχή χαμηλότερης θερμοκρασίας.

Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί συμβαίνει αυτό:

* Θερμοκρασία και μοριακή κίνηση: Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων μέσα σε μια ουσία. Τα θερμότερα αντικείμενα έχουν μόρια που κινούνται ταχύτερα και διαθέτουν περισσότερη κινητική ενέργεια από τα ψυχρότερα αντικείμενα.

* συγκρούσεις και μεταφορά ενέργειας: Όταν έρχονται σε επαφή αντικείμενα διαφορετικών θερμοκρασιών, τα μόρια τους συγκρούονται. Κατά τη διάρκεια αυτών των συγκρούσεων, η ενέργεια μεταφέρεται από τα ταχύτερα κίνητρα (υψηλότερη θερμοκρασία) στα βραδύτερα μόρια (χαμηλότερη θερμοκρασία).

* Ισορροπία: Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου η μέση κινητική ενέργεια των μορίων και στις δύο ουσίες είναι ίση, πράγμα που σημαίνει ότι φθάνουν σε κατάσταση θερμικής ισορροπίας. Σε αυτό το σημείο, η μεταφορά θερμότητας σταματά.

Εδώ είναι μερικοί πρόσθετοι παράγοντες που επηρεάζουν τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας:

* Διαφορά θερμοκρασίας: Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο ουσιών, τόσο ταχύτερη είναι η μεταφορά θερμότητας.

* επιφάνεια: Μια μεγαλύτερη επιφάνεια σε επαφή μεταξύ των ουσιών οδηγεί σε περισσότερες συγκρούσεις και ταχύτερη μεταφορά θερμότητας.

* Ιδιότητες υλικού: Η ειδική θερμική ικανότητα, η θερμική αγωγιμότητα και η πυκνότητα των σχετικών υλικών επηρεάζουν πόσο εύκολα απορροφούν και μεταφέρουν θερμότητα.

Παραδείγματα μεταφοράς θερμότητας:

* Νερό βρασμού: Ζεσταίνετε από μια μεταφορά στροφών στο δοχείο και στη συνέχεια στα μόρια του νερού, προκαλώντας τους να κινούνται ταχύτερα και τελικά να βράζουν.

* Κρατώντας ένα ζεστό φλιτζάνι καφέ: Οι μεταφορές θερμότητας από τον καφέ στο χέρι σας, κάνοντάς το να αισθάνονται ζεστό.

* ψύξη ενός ζεστού γεύματος στο ψυγείο: Οι μεταφορές θερμότητας από το γεύμα στον ψυχρότερο αέρα μέσα στο ψυγείο.

Η κατανόηση του λόγου για τη μεταφορά θερμότητας μας βοηθά να κατανοήσουμε και να προβλέψουμε πώς οι ροές ενέργειας σε διάφορα συστήματα, από απλές καθημερινές αλληλεπιδράσεις έως πολύπλοκες εφαρμογές μηχανικής.