Madde Termal Enerjiyi Nasıl Aktarır?

Madde, termal enerjiyi üç yoldan biriyle transfer eder: iletim, taşınım ve radyasyon yoluyla. İki farklı sıcaklıktaki nesne bir araya getirildiğinde, nesneler termal dengeye ulaşmaya çalışacaktır. Yani, ısı yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona - sıcaktan soğuğa - transfer edilir. Başka bir deyişle, daha sıcak olan nesne, her iki nesne de aynı sıcaklığa sahip olana kadar daha soğuk olan nesneye ısı transfer edecektir. Nesneler dengeye ulaştığında, bir tür dış değişiklik olmadıkça orada kalma eğiliminde olacaktır.

Yüksek termal enerjili bir cisimdeki moleküller düşük termal enerjili bir cisimden daha hızlı titrer. Hareketli moleküller daha sonra enerji aktarılırken hareket etmelerine neden olarak diğer moleküllere çarpabilir. İletim, nesneler birbirine çarparak gelen moleküller tarafından termal enerji aktarırken gerçekleşen şeydir. Bu, bir metal kaşık sıcak çay içerisine daldırıldığında görülebilir. Çaydaki moleküller kaşıktaki moleküllere karşı titreyerek moleküllerin hızlanmasına ve böylece kaşıkların ısınmasına neden olur.

Termal enerjiyi aktarmanın bir başka yolu da konveksiyondur. Konveksiyonun, sıvıların hareketi yoluyla transfer edilen ısı ile ilgisi vardır. İki tür konveksiyon vardır: doğal ve zorlanmış konveksiyon. Cebri konveksiyon, sıvıları hareket ettirmek ve ısı aktarmak için bir pompa veya fan gibi nesneleri kullanır. Cebri konveksiyon örnekleri arasında konveksiyon fırınları ve sıvı ısı radyatör sistemleri bulunur.

Doğal konveksiyon, bir sıvının farklı yoğunluklara neden olan iki farklı sıcaklığa sahip olması durumunda meydana gelir. Doğal bir taşınım örneği, ocakta ısıtılan sudur. Sobadan gelen ısı suyun altını ısıtır ve moleküllerin daha hızlı titremelerine neden olur. Moleküller titreştiğinde yoğunluğunu arttırır ve kaybederek daha sıcak suyun yükselmesine ve daha soğuk suyun batmasına neden olur. Soğuk su daha sonra ısınır ve tepeye çıkar. Bu sürecin ürettiği dairesel akıma konveksiyon akımı denir ve havanın birçok yönünden sorumludur.

Dünyanın termal enerjiyi aktarmak için kullandığı son yöntem radyasyondur. Radyasyon ile nesneler termal enerjiyi bir vakum yoluyla aktarabilir. Bu, güneşin dünyayı ısıtdığı tip ısı transferidir. Bu işlemde, termal enerji kızılötesi ışınlar şeklinde aktarılır. Termal enerji radyasyon yoluyla aktarılabilse de, kızılötesi ışınlar hava gibi bir nesneye çarptığında ve moleküllerin daha hızlı hareket etmelerine neden olarak ısınmaları nedeniyle ısıyı hissediyoruz.