In che modo la materia trasferisce energia termica?
La materia trasferirà l'energia termica in tre modi: attraverso conduzione, convezione e radiazione. Quando vengono messi insieme due oggetti con temperature diverse, gli oggetti si adopereranno per raggiungere l'equilibrio termico. Cioè, il calore verrà trasferito dalla concentrazione più alta alla concentrazione più bassa, da caldo a freddo. In altre parole, l'oggetto più caldo trasferirà il calore sull'oggetto più freddo fino a quando entrambi gli oggetti avranno la stessa temperatura. Una volta che gli oggetti raggiungono l'equilibrio, tenderanno a rimanere lì a meno che non ci sia una sorta di cambiamento esterno.
Le molecole in un oggetto con energia termica più elevata vibrano più velocemente di un oggetto con energia termica bassa. Le molecole in movimento possono quindi urtare altre molecole, facendole muovere mentre l'energia viene trasferita. La conduzione è ciò che accade quando gli oggetti trasferiscono energia termica da molecole che si urtano. Questo può essere visto quando un cucchiaio di metallo viene immerso nel tè caldo. Le molecole del tè vibrano contro le molecole nel cucchiaio, facendo accelerare le molecole e quindi riscaldando il cucchiaio.
Un altro modo per trasferire l'energia termica è la convezione. La convezione ha a che fare con il trasferimento di calore attraverso il movimento dei fluidi. Esistono due tipi di convezione: convezione naturale e forzata. La convezione forzata utilizza oggetti come una pompa o una ventola per spostare fluidi e trasferire calore. Esempi di convezione forzata includono forni a convezione e sistemi di radiatori a calore fluido.
La convezione naturale si verifica quando un fluido ha due diverse temperature che causano densità diverse. Un esempio di convezione naturale è l'acqua che viene riscaldata su una stufa. Il calore della stufa riscalda il fondo dell'acqua, facendo vibrare più velocemente le molecole. Quando le molecole vibrano, si espandono e perdono densità, causando l'innalzamento dell'acqua più calda e l'affondamento dell'acqua più fredda. L'acqua più fredda si surriscalda e sale verso l'alto. La corrente circolare prodotta da questo processo è chiamata corrente di convezione ed è responsabile di molti aspetti del tempo.
L'ultimo metodo che il mondo usa per trasferire l'energia termica è la radiazione. Con le radiazioni, gli oggetti possono trasferire energia termica attraverso il vuoto. Questo è il tipo di trasferimento di calore con cui il sole riscalda la terra. In questo processo, l'energia termica viene trasferita sotto forma di raggi infrarossi. Sebbene l'energia termica possa essere trasferita attraverso le radiazioni, sentiamo il calore quando i raggi infrarossi colpiscono un oggetto, come l'aria, e fanno sì che le molecole si muovano più velocemente, riscaldandosi.