Jak přenáší hmota tepelnou energii?

Hmota bude přenášet tepelnou energii jedním ze tří způsobů: vedením, konvekcí a zářením. Když se spojí dva objekty s různými teplotami, budou se snažit dosáhnout tepelné rovnováhy. To znamená, že teplo bude přeneseno z vyšší koncentrace na nižší koncentraci - z horkého na studené. Jinými slovy, teplejší objekt bude přenášet teplo na chladnější objekt, dokud oba objekty nebudou mít stejnou teplotu. Jakmile objekty dosáhnou rovnováhy, budou mít tendenci tam zůstat, pokud nedojde k nějaké vnější změně.

Molekuly v objektu s vyšší tepelnou energií vibrují rychleji než objekt s nízkou tepelnou energií. Pohybující se molekuly se mohou narůstat do jiných molekul, což je způsobí jejich pohyb při přenosu energie. Vedení je to, co se stane, když objekty přenášejí tepelnou energii molekulami narážejícími proti sobě. To je vidět, když je kovová lžíce ponořena do horkého čaje. Molekuly z čaje vibrují proti molekulám v lžíci, což způsobuje, že se molekuly zrychlují a tím se lžíce zahřívá.

Dalším způsobem přenosu tepelné energie je konvekce. Konvekce souvisí s přenosem tepla pohybem tekutin. Existují dva typy konvekce: přirozená a nucená konvekce. Nucená konvekce používá objekty jako čerpadlo nebo ventilátor k pohybu tekutin a přenosu tepla. Příklady nucené konvekce zahrnují konvekční pece a systémy s tepelným radiátorem.

Přirozená konvekce nastává, když má tekutina dvě různé teploty způsobující rozdílné hustoty. Příkladem přirozené konvekce je voda ohřívaná na sporáku. Teplo ze sporáku zahřívá dno vody, což způsobuje, že molekuly vibrují rychleji. Když molekuly vibrují, expandují a ztrácejí hustotu, což způsobuje, že teplejší voda stoupá a chladnější voda klesá. Chladnější voda se poté zahřeje a stoupá na vrchol. Kruhový proud, který tento proces produkuje, se nazývá konvekční proud a je zodpovědný za mnoho aspektů počasí.

Poslední metodou, kterou svět používá k přenosu tepelné energie, je záření. Pomocí záření mohou objekty přenášet tepelnou energii pomocí vakua. Je to typ přenosu tepla, kterým slunce ohřívá Zemi. V tomto procesu se tepelná energie přenáší ve formě infračervených paprsků. I když lze tepelnou energii přenášet pomocí záření, cítíme teplo, když infračervené paprsky zasáhnou objekt, jako je vzduch, a způsobí, že se molekuly pohybují rychleji, čímž se zahřívají.