Co je to tepelné vedení?

Tepelné vedení znamená přenos tepelné energie v důsledku toho, že objekt má různé teploty. Aby byla tepelná energie přenášena vedením, nemělo by dojít k pohybu objektu jako celku. Tepelná energie se vždy pohybuje od vyšší koncentrace k nižší koncentraci - tj. Z horké do studené. Proto, pokud je jedna část předmětu horká, bude teplo přenášeno prostřednictvím tepelného vedení do chladnější části tohoto předmětu. Tepelné vedení bude také probíhat, pokud se dva různé objekty měnící se teploty navzájem dotýkají.

Částice - jako atomy a molekuly - objektu s vysokou tepelnou energií se budou pohybovat rychleji než částice objektu s nízkou tepelnou energií. Když se částice zahřejí, mohou se buď pohybovat a narážet do sebe, čímž přenášejí energii. V případě mnoha pevných látek vibrují částice rychleji, což způsobuje vibrace okolních částic. Když se přenáší tepelná energie, rychlejší pohybující se částice se zpomalí, čímž se zchladne, a pomalejší pohybující se částice se budou pohybovat rychleji, čímž se stanou teplejší. To bude pokračovat, dokud objekt nedosáhne tepelné rovnováhy.

Příkladem tepelného vedení je kovový hrnec na sporáku. Částice zdroje tepla se budou pohybovat a přenášet tepelnou energii na částice kovu, což způsobí jejich rychlejší pohyb. Jak se částice v hrnci pohybují rychleji, nádoba se stává teplejší. Kromě toho částice v květináči přenesou své teplo na jídlo nebo tekutinu v květináči. To umožňuje, aby se jídlo vařilo nebo kapalina vařila.

Rychlost, kterou objekt přenáší teplo vedením, se nazývá tepelná vodivost. Objekt s nízkou vodivostí bude přenášet teplo pomaleji než objekt s vysokou vodivostí. Proto se některé látky používají jako izolátory, zatímco jiné se používají v aplikacích, jako je vaření. Obecně jsou pevné látky lepší vodiče tepla než kapaliny a plyny. Kromě toho jsou kovy obvykle lepší tepelné vodiče než nekovové látky.

Tepelné vedení způsobené pohybujícími se elektrony je účinnější než vedení způsobené vibracemi. Důvodem, proč jsou kovy tak dobrými vodiči tepla i elektřiny, je to, že mají mnoho elektronů, které se dokáží pohybovat. Elektrony však při vedení tepelné energie obecně nejdou příliš daleko, nýbrž spíše srazí a přenesou tepelnou energii na další blízké elektrony, které se pak mohou srazit a přenést tepelnou energii do jiných elektronů v jejich blízkosti. Výsledkem je efektivní způsob přenosu energie, který dává těmto látkám vysokou tepelnou vodivost.