Spiegazione della differenza tra flusso di calore attraverso un mezzo & il trasferimento di energia radiante

Spiegazione della differenza tra flusso di calore attraverso un mezzo & il trasferimento di energia radiante

Trasferimento di calore avviene per uno dei tre principali meccanismi: conduzione, convezione ed irraggiamento. Tutti e tre di questi si verificano spesso, contemporaneamente, anche se l'importanza relativa di ciascuno dipende le sostanze e le loro proprietà. Conduzione comporta il flusso di calore attraverso un mezzo, mentre la radiazione comporta l'emissione di radiazioni elettromagnetiche come la luce a infrarossi.

Radiazioni

Molecole in un oggetto solido come una padella in metallo hanno energia cinetica---che significa che stai vibrante e spintoni contro l'altro. Qualsiasi momento che una molecola o atomo cambia direzione, come quando scontra con un altro atomo, ad esempio, sta accelerando, perché l'accelerazione è la variazione di velocità. Accelerazione di particelle cariche emettono radiazione elettromagnetica come raggi infrarossi luce e visibile luce. Maggiore è la temperatura, maggiore è la quantità di energia che un oggetto si irradierà e maggiore sarà la lunghezza d'onda picco dell'emissione. Ecco perché un oggetto metallico si trasforma gradualmente rovente come si riscalda: come l'energia cinetica degli aumenti di molecole, il metallo è che emettono più radiazioni nella regione visibile dello spettro.

Conduzione

Conduzione trasferisce il calore ma in modo diverso. Quando molecole o atomi si urtano, trasferiscono energia, proprio come due palle da tennis che rimbalza in a vicenda. Una regione ad alta temperatura è un'area dove molecole viaggia più velocemente; Quando si scontrano con molecole adiacenti nelle regioni a bassa temperatura, trasferiscono energia alle regioni a bassa temperatura fino a quando entrambi sono alla stessa temperatura. L'effetto netto di questo processo è quello di trasferire calore attraverso il materiale dalle zone di alta temperatura a zone di bassa temperatura.

Considerazioni

Un'altra differenza tra la radiazione e conduzione si trova nelle proprietà dei materiali che determinano quanto bene essi condotta o irradiare calore. Un buon assorbitore è un emettitore di buono; Ecco perché è un materiale che assorbe la luce ben necessario molecole che hanno piccole differenze tra gli Stati di energia disponibile per gli elettroni, che a sua volta significa che può irradiare energia in modo efficiente. Capacità di una sostanza di emettere è spesso misurata in termini di sua emissività. Capacità di una sostanza di condurre calore, al contrario, è misurata in termini di sua conducibilità. I due non sono necessariamente correlati e materiali possono essere buoni conduttori con scarsa emissività o viceversa. Ad esempio, argento lucido, è un buon conduttore di calore con scarsa emissività, mentre il legno ha un'emissività relativamente elevato e la scarsa conducibilità termica.

Equilibrio termico

Anche se funzionano dai meccanismi differenti, conduzione e radiazione aiutare trasferiscono il calore da oggetti caldi a quelli freddi. Questi processi sono bidirezionali, tuttavia, in quanto l'oggetto più freddo sta anche perdendo energia per conduzione e calore---è solo che il tasso al quali flussi di calore da caldo oggetto all'oggetto più freddo è più veloce che il contrario. Alla fine, un oggetto caldo e freddo raggiungere uno stato di equilibrio termico, al punto che i flussi di calore tra di loro al prezzo uguale in entrambe le direzioni. Equilibrio termico è raggiunto una volta che i due oggetti sono alla stessa temperatura.