Πώς μεταφέρεται η θερμότητα μεταξύ ενός καυτού και κρύου αντικειμένου με αγωγιμότητα;

Conduction:Κοινή χρήση της θερμότητας από την αφή

Η αγωγιμότητα είναι ένας από τους τρεις κύριους τρόπους μεταφοράς θερμότητας, παράλληλα με τη μεταφορά και την ακτινοβολία. Δείτε πώς λειτουργεί ανάμεσα σε ένα ζεστό και κρύο αντικείμενο:

1. Μοριακή κίνηση:

* Όλη η ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που ονομάζονται μόρια. Αυτά τα μόρια είναι πάντα σε κίνηση, δονώντας και jiggling.

* Τα καυτά αντικείμενα έχουν μόρια που δονείται ταχύτερα και με μεγαλύτερη ενέργεια από τα μόρια σε κρύα αντικείμενα.

2. Άμεση επαφή:

* Όταν ένα καυτό αντικείμενο έρχεται σε επαφή με ένα κρύο αντικείμενο, Τα μόρια υψηλής ενέργειας στο καυτό αντικείμενο συγκρούονται με τα μόρια χαμηλότερης ενέργειας στο κρύο αντικείμενο.

3. Μεταφορά ενέργειας:

* Κατά τη διάρκεια αυτών των συγκρούσεων, Μερικά από τα κινητικά ενέργεια από τα μόρια του καυτού αντικειμένου μεταφέρονται στα μόρια του κρύου αντικειμένου. Αυτό αυξάνει τη δονητική ενέργεια των μορίων του κρύου αντικειμένου, προκαλώντας τα γρηγορότερα και αυξάνοντας τη θερμοκρασία του.

4. Θερμική ισορροπία:

* Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου τα δύο αντικείμενα φθάσουν στην ίδια θερμοκρασία , που σημαίνει ότι βρίσκονται σε θερμική ισορροπία.

Σκεφτείτε το σαν ένα παιχνίδι μοριακών μπιλιάρδου: Τα ταχέως μεταβαλλόμενα μόρια του καυτού αντικειμένου είναι σαν τη σφαίρα Cue, μεταφέροντας την ενέργειά τους στα βραδύτερα κινούμενα μόρια του κρύου αντικειμένου, τα οποία είναι σαν τις μπάλες στόχου.

Εδώ είναι ένα απλό παράδειγμα:

* Φανταστείτε ότι αγγίζετε μια καυτή σόμπα. Τα μόρια υψηλής ενέργειας στη σόμπα μεταφέρουν την ενέργειά τους στα μόρια του δέρματός σας. Αυτό κάνει τα μόρια του δέρματός σας να δονείται γρηγορότερα, με αποτέλεσμα μια αίσθηση καψίματος.

Η αγωγιμότητα λειτουργεί καλύτερα σε στερεά Επειδή τα μόρια τους είναι στενά συσκευασμένα, επιτρέποντας την αποτελεσματικότερη μεταφορά ενέργειας μέσω συγκρούσεων. Εμφανίζεται επίσης σε υγρά και αέρια, αλλά σε μικρότερο βαθμό.

Παράγοντες που επηρεάζουν την αγωγή:

* Θερμική αγωγιμότητα του υλικού: Τα διαφορετικά υλικά διεξάγουν τη θερμότητα διαφορετικά. Τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί, ενώ το ξύλο και ο αέρας είναι κακοί αγωγοί.

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

* επιφάνεια: Μια μεγαλύτερη επιφάνεια στην επαφή οδηγεί σε ταχύτερη μεταφορά θερμότητας.

Η αγωγιμότητα αποτελεί θεμελιώδη αρχή σε πολλούς τομείς της επιστήμης και της μηχανικής, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων μαγειρέματος, θέρμανσης και ψύξης, ακόμη και τη μεταφορά θερμότητας στο σώμα μας.