Co to jest przenikanie ciepła?
Transfer ciepła to proces przenoszenia ciepła z miejsca, w którym jest dużo ciepła, do innego miejsca. W fizyce naucza się, że osiąga się to głównie na jeden z trzech sposobów: przewodzenie, konwekcję lub promieniowanie. W pewnym sensie wykorzystanie tej wiedzy pomaga ludziom manipulować energią cieplną w najbardziej korzystny sposób.
Zrozumienie zasad przenoszenia ciepła pomaga ludziom wykonywać szereg czynności bardziej efektywnie. Od zapewnienia odpowiedniego ciepła w domu po zapewnienie opcji gotowania różnych potraw, przenoszenie ciepła odgrywa istotną rolę w życiu każdego. Zastosowania wymiany ciepła są prawie nieograniczone.
Przewodnictwo jest jednym z najczęstszych sposobów przekazywania ciepła. Odbywa się to poprzez przenoszenie ciepła przez materię z jednego atomu na drugi. Najczęściej występuje to, gdy kawałek metalu, taki jak łyżka do gotowania, pozostawia się zbyt długo w gorącym płynie. Upał będzie wędrował po łyżce. Niektóre materiały są bardziej przewodzące niż inne, dlatego metalowe doniczki często mają gumowe uchwyty i dlatego przybory kuchenne są również dostępne w różnych gatunkach drewna i plastiku.
Przewodnictwo to rodzaj wymiany ciepła, którego można również łatwo doświadczyć na inne sposoby, na przykład podczas trzymania kawałka metalu. Często metal wydaje się chłodny w dotyku, mimo że w rzeczywistości ma taką samą temperaturę, jak wszystko inne w pomieszczeniu lub obszarze. To, co naprawdę ma miejsce, to wymiana ciepła między ciałem a metalem. Metal faktycznie odbiera ciepło skórze.
Konwekcja to faktyczny fizyczny ruch ciepła z jednego miejsca do drugiego w postaci cieczy lub gazu. Zasadniczo wzrasta gorące powietrze i ogólnie ciepło, dlatego para z wrzącego garnka podnosi się. Koncepcję tę można wyraźnie zademonstrować w upalny dzień i jest ona odpowiedzialna za łagodzenie temperatur w pobliżu oceanów i obserwowanie bryzy. Gdy ciepłe powietrze unosi się z lądu po południu i wczesnym wieczorem, chłodniejsze powietrze nad wodą wpada i zajmuje swoje miejsce, powodując podmuch wiatru w kierunku brzegu.
Odwrotnie jest rano. Ponieważ powietrze nad wodą nie ochładza się tak szybko, podnosi się rano i jest zastępowane powietrzem nad lądem. Tak więc bryza morska w tym czasie wieje w kierunku morza.
Innym rodzajem wymiany ciepła jest promieniowanie. Podczas gdy wielu wyraziło zaniepokojenie po usłyszeniu o złych skutkach promieniowania i jego zdolności do wywoływania raka, ten rodzaj przenoszenia ciepła jest odpowiedzialny za większość ciepła, które otrzymuje nasza planeta. Promieniowanie występuje, gdy ciepło przemieszcza się za pomocą fal elektromagnetycznych przez pozornie puste pustki, takie jak ciepło słoneczne przemieszczające się w przestrzeni. Promieniowanie odpowiada za tradycyjne pieczenie, a także gotowanie w kuchence mikrofalowej.