Hvad er termisk ledning?
Termisk ledning henviser til overførslen af termisk energi på grund af et objekt med forskellige temperaturer. For at termisk energi skal overføres ved hjælp af ledning, bør der ikke være nogen bevægelse af genstanden som helhed. Termisk energi bevæger sig altid fra den med højere koncentration til lavere koncentration - det vil sige fra varm til kulde. Derfor, hvis en del af et objekt er varmt, overføres varmen via termisk ledning til den køligere del af dette objekt. Termisk ledning finder også sted, hvis to forskellige genstande med forskellige temperaturer berører hinanden.
Partiklerne - såsom atomer og molekyler - af et objekt med høj termisk energi vil bevæge sig hurtigere end for et objekt med lav termisk energi. Når partiklerne opvarmes, kan de enten bevæge sig rundt og støde ind i hinanden og således overføre energi. I tilfælde af mange faste stoffer vibrerer partiklerne hurtigere, hvilket får de omgivende partikler til at vibrere. Når termisk energi overføres, vil de hurtigere bevægende partikler falde ned, hvilket bliver køligere, og de langsommere bevægende partikler bevæger sig hurtigere og bliver varmere. Dette fortsætter, indtil objektet når termisk ligevægt.
Et eksempel på termisk ledning er en metalpotte på komfuret. Varmekildens partikler vil bevæge sig og overføre termisk energi til metalets partikler, hvilket får dem til at bevæge sig hurtigere. Når partiklerne i gryden bevæger sig hurtigere, bliver potten varmere. Derudover overfører partiklerne i gryden deres varme til maden eller væsken i gryden. Dette tillader, at maden koges, eller væsken koges.
Den hastighed, som et objekt overfører varme gennem ledning kaldes termisk ledningsevne. Et objekt med lav konduktivitet overfører varme langsommere end et objekt med høj ledningsevne. Derfor bruges nogle stoffer som isolatorer, mens andre bruges til applikationer såsom madlavning. Generelt er faste stoffer bedre ledere af varme end væsker og gasser. Derudover er metaller normalt bedre varmeledere end ikke-metalstoffer.
Termisk ledning forårsaget af bevægelige elektroner er mere effektiv end ledning forårsaget af vibrationer. Årsagen til, at metaller er så gode ledere af både varme og elektricitet, er fordi de har en masse elektroner, der er i stand til at bevæge sig rundt. Elektronerne går imidlertid generelt ikke meget langt, når de leder termisk energi, men kolliderer snarere ind og overfører termisk energi til andre elektroner i nærheden, som derefter kan kollidere i og overføre termisk energi til andre elektroner i nærheden af dem. Resultatet er en effektiv energioverførselsmetode, der giver sådanne stoffer høj varmeledningsevne.