Τι είδους ύλη διεξάγουν θερμότητα;

Η αγωγιμότητα θερμότητας εμφανίζεται όταν η θερμική ενέργεια μεταφέρεται μέσω άμεσης επαφής μεταξύ των μορίων. Τα υλικά μπορούν να ταξινομηθούν με βάση την ικανότητά τους να διεξάγουν θερμότητα ως εξής:

καλοί αγωγοί:

* μέταλλα: Τα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί θερμότητας λόγω των ελεύθερων ηλεκτρονίων τους. Αυτά τα ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να απορροφήσουν και να μεταφέρουν τη θερμική ενέργεια, επιτρέποντας στη θερμότητα να ταξιδεύει γρήγορα μέσω του μετάλλου. Παραδείγματα περιλαμβάνουν χαλκό, αλουμίνιο, ασήμι και χρυσό.

* μερικά υγρά: Τα υγρά όπως το νερό είναι επίσης καλοί αγωγοί θερμότητας, αν και όχι τόσο καλά όσο τα μέταλλα. Η κίνηση υγρών μορίων διευκολύνει τη μεταφορά θερμότητας.

* Ορισμένα αέρια: Τα αέρια μπορούν να διεξάγουν θερμότητα, αλλά η αγωγιμότητά τους είναι γενικά πολύ χαμηλότερη από τα υγρά ή τα στερεά.

Φτωχοί αγωγοί (μονωτήρες):

* Μη μετάλλια: Τα μη μέταλλα, όπως το ξύλο, το πλαστικό, το καουτσούκ και το γυαλί, είναι κακοί αγωγοί θερμότητας. Τα ηλεκτρόνια τους είναι στενά συνδεδεμένα, παρεμποδίζοντας τη μεταφορά θερμότητας.

* Αέρια: Τα περισσότερα αέρια, ειδικά αυτά σε χαμηλές πυκνότητες, είναι πολύ κακοί αγωγοί θερμότητας. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια τους είναι πολύ ξεχωριστά, περιορίζοντας τις συγκρούσεις και τη μεταφορά ενέργειας.

* κενό: Ένα κενό είναι ο καλύτερος μονωτήρας, καθώς δεν υπάρχουν μόρια για τη μεταφορά θερμότητας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι θερμόζες χρησιμοποιούν ένα κενό για να αποφευχθεί η απώλεια θερμότητας.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμική αγωγιμότητα:

* Υλικό: Η σύνθεση του υλικού καθορίζει την ικανότητά του να διεξάγει θερμότητα.

* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγούν γενικά σε αυξημένη θερμική αγωγιμότητα.

* Πυκνότητα: Τα πυκνότερα υλικά τείνουν να είναι καλύτεροι αγωγοί επειδή τα μόρια τους είναι πιο κοντά.

* φάση: Τα στερεά είναι γενικά καλύτεροι αγωγοί από τα υγρά και τα υγρά είναι καλύτεροι αγωγοί από τα αέρια.

Παραδείγματα:

* Ένα μεταλλικό κουτάλι διεξάγει καλά τη θερμότητα, οπότε γρήγορα γίνεται ζεστό όταν τοποθετείται σε ένα ζεστό φλιτζάνι καφέ.

* Ένα ξύλινο κουτάλι είναι ένας φτωχός αγωγός, οπότε παραμένει σχετικά δροσερό όταν χρησιμοποιείται για να ανακατεύει ζεστό φαγητό.

* Ένα παχύ στρώμα μόνωσης σε ένα σπίτι εμποδίζει την απώλεια θερμότητας κατά τη διάρκεια του χειμώνα και το κέρδος θερμότητας κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο όρος "αγωγός" είναι σχετικός. Κανένα υλικό δεν είναι τέλειος αγωγός ή μονωτής. Ακόμη και ο καλύτερος μονωτήρας θα μεταφέρει κάποια θερμότητα, ενώ ακόμη και ο καλύτερος αγωγός θα χάσει κάποια θερμότητα στο περιβάλλον του.