物質はどのように熱エネルギーを伝達しますか？

物質は、伝導、対流、放射の3つの方法のいずれかで熱エネルギーを伝達します。 温度の異なる2つのオブジェクトが組み合わされると、オブジェクトは熱平衡に到達しようとします。 つまり、熱は、高濃度から低濃度へ、つまり高温から低温へと伝達されます。 言い換えると、両方のオブジェクトが同じ温度になるまで、より熱いオブジェクトがより冷たいオブジェクトに熱を伝達します。 オブジェクトが平衡に達すると、何らかの外部変化がない限り、オブジェクトはそこに留まる傾向があります。

高い熱エネルギーを持つオブジェクトの分子は、低い熱エネルギーを持つオブジェクトよりも速く振動します。 その後、移動する分子は他の分子にぶつかり、エネルギーが移動するにつれて移動します。 伝導は、物体が互いに衝突することによって物体が熱エネルギーを伝達するときに起こることです。 これは、金属スプーンを熱いお茶に浸したときに見られます。 茶からの分子はスプーンの分子に対して振動し、分子の速度を上げ、スプーンを加熱します。

熱エネルギーを伝達する別の方法は対流です。 対流は、流体の動きによって伝達される熱に関係しています。 対流には、自然対流と強制対流の2種類があります。 強制対流は、ポンプやファンなどの物体を使用して、流体を移動させ、熱を伝達します。 強制対流の例には、対流式オーブンおよび流体熱ラジエーターシステムが含まれます。

自然対流は、流体の温度が2種類あり、密度が異なる場合に発生します。 自然対流の例は、ストーブで温められている水です。 ストーブからの熱は水の底を加熱し、分子をより速く振動させます。 分子が振動すると、分子は膨張して密度を失い、暖かい水が上昇し、冷たい水が沈みます。 冷たい水が温まり、上部に上がります。 このプロセスが生成する循環電流は対流と呼ばれ、天気の多くの側面を担っています。

熱エネルギーを伝達するために世界が使用する最後の方法は放射です。 放射により、物体は真空を介して熱エネルギーを伝達できます。 これは、太陽が地球を暖めるタイプの熱伝達です。 このプロセスでは、熱エネルギーは赤外線の形で伝達されます。 熱エネルギーは放射によって伝達されますが、赤外線が空気などの物体に当たると熱を感じ、分子がより速く移動するため、加熱されます。