Was ist Wärmeübertragung?
Wärmeübertragung ist der Prozess der Übertragung von Wärme von einem Ort, an dem viel Wärme vorhanden ist, zu einem anderen Ort. In der Physik wird gelehrt, dass dies hauptsächlich auf drei Arten erreicht wird: Leitung, Konvektion oder Strahlung. In gewisser Weise hilft die Verwendung dieses Wissens dem Menschen, die Wärmeenergie auf die vorteilhafteste Weise zu manipulieren.
Das Verständnis der Prinzipien hinter der Wärmeübertragung hilft den Menschen, eine Reihe von Aktivitäten effizienter durchzuführen. Von der Bereitstellung ausreichender Wärme in einem Haushalt bis hin zur Bereitstellung von Optionen zum Kochen verschiedener Lebensmittel spielt die Wärmeübertragung eine wichtige Rolle im Leben eines jeden Menschen. Die Möglichkeiten der Wärmeübertragung sind nahezu unbegrenzt.
Die Wärmeleitung ist eine der häufigsten Arten, Wärme zu übertragen. Dies geschieht durch Wärmeübertragung durch Materie von einem Atom zum nächsten. Es ist am häufigsten anzutreffen, wenn ein Stück Metall, z. B. ein Kochlöffel, zu lange in einer heißen Flüssigkeit belassen wird. Die Hitze wandert den Löffel hinauf. Einige Materialien sind leitfähiger als andere, weshalb Metalltöpfe häufig Gummigriffe haben und Kochutensilien auch in Holz- und Kunststoffsorten erhältlich sind.
Die Wärmeleitung ist eine Art der Wärmeübertragung, die auch auf andere Weise, beispielsweise beim Halten eines Metallstücks, leicht wahrgenommen werden kann. Oft fühlt sich das Metall kühl an, obwohl es tatsächlich die gleiche Temperatur hat wie alles andere im Raum oder in der Umgebung. Was wirklich stattfindet, ist eine Wärmeübertragung zwischen Ihrem Körper und dem Metall. Das Metall entzieht Ihrer Haut tatsächlich Wärme.
Konvektion ist die tatsächliche physikalische Bewegung von Wärme von einem Ort zu einem anderen in Form von Flüssigkeit oder Gas. Im Allgemeinen steigt heiße Luft und im Allgemeinen Wärme auf, weshalb Dampf aus einem kochenden Topf aufsteigt. Dieses Konzept kann an einem heißen Tag deutlich demonstriert werden und ist verantwortlich für die Mäßigung der Temperaturen in der Nähe der Ozeane und für das Erleben von Brisen. Wenn am Nachmittag und am frühen Abend warme Luft vom Land aufsteigt, strömt kühlere Luft über das Wasser und tritt an seine Stelle, wodurch eine Brise in Richtung Ufer weht.
Das Gegenteil ist am Morgen der Fall. Da sich die Luft über dem Wasser nicht so schnell abkühlt, steigt sie morgens auf und wird durch Luft über Land ersetzt. Somit weht die Meeresbrise zu dieser Zeit tatsächlich in Richtung Meer.
Die andere Art der Wärmeübertragung ist Strahlung. Während sich viele Sorgen gemacht haben, nachdem sie von den negativen Auswirkungen der Strahlung und ihrer Fähigkeit, Krebs zu verursachen, gehört haben, ist diese Art der Wärmeübertragung für den größten Teil der Wärme verantwortlich, die unser Planet erhält. Strahlung tritt auf, wenn sich Wärme über elektromagnetische Wellen durch scheinbar leere Hohlräume bewegt, z. B. die Wärme der Sonne, die sich durch den Weltraum bewegt. Die Strahlung ist sowohl für das traditionelle Backen als auch für das Kochen in der Mikrowelle verantwortlich.