Πώς μεταδίδεται η θερμότητα;

Με ποιον τρόπο μεταδίδεται η θερμότητα από το μέταλλο στον αέρα, για παράδειγμα σε ένα καλοριφέρ;

Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος είναι η ενέργεια που έχει εξαιτίας της κίνησης των ατόμων και των μορίων που το αποτελούν. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η κίνηση τόσο μεγαλύτερη είναι και η εσωτερική ενέργεια του σώματος και τόσο υψηλότερη θερμοκρασία έχει. Όταν δύο σώματα με διαφορετική θερμοκρασία έρθουν σε επαφή μεταξύ τους, θα ανταλλάξουν εσωτερική ενέργεια έως ότου αποκτήσουν την ίδια θερμοκρασία. Η θερμότητα είναι αυτή η ροή της εσωτερικής ενέργειας από το ένα σώμα στο άλλο. Η θερμότητα από ένα σώμα καλοριφέρ μπορεί να μεταδοθεί στον αέρα του περιβάλλοντος χώρου με τρεις τρόπους:

Η μεταγωγή είναι η άμεση μετάδοση της θερμότητας και συμβαίνει όταν ταχύτατα άτομα και μόρια από το θερμότερο σώμα συγκρούονται με τα πιο βραδυκίνητα σωματίδια του ψυχρού σώματος, αναγκάζοντάς τα να κινηθούν με μεγαλύτερη ταχύτητα. Αυτός είναι ο κύριος τρόπος με τον οποίο η θερμότητα από το εσωτερικό τμήμα του καλοριφέρ (που έχει θερμανθεί από το ζεστό νερό) φτάνει στο εξωτερικό τμήμα του, το οποίο είναι σε επαφή με τον αέρα του δωματίου. Καθώς ο αέρας κοντά στην επιφάνεια του καλοριφέρ θερμαίνεται, αρχίζει να διαστέλλεται και η πυκνότητά του μειώνεται, με αποτέλεσμα να «αναδύεται» δια μέσου του ψυχρότερου αέρα που τον περιβάλλει. Παράλληλα, ο ψυχρότερος αέρας που ρέει προς το καλοριφέρ για να «αντικαταστήσει» το θερμό αέρα που αναδύθηκε, θερμαίνεται και αυτός με τη σειρά του και ανεβαίνει. Με τον τρόπο αυτό, μεταφέρονται τα θερμά μόρια του αέρα σε όλο το χώρο, αυξάνοντας σημαντικά τη μετάδοση της θερμότητας. Αυτός ο τρόπος μετάδοσης θερμότητας λέγεται μετάδοση θερμότητας με μεταφορά.

Ο τελευταίος τρόπος μετάδοσης της θερμότητας είναι η μετάδοση με τη βοήθεια θερμικής ακτινοβολίας. Το θερμό καλοριφέρ εκλύει ένα μέρος της ενέργειάς του υπό μορφήν ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο υπέρυθρο φάσμα. Όταν οι ακτίνες αυτές συναντούν τα μόρια του αέρα, μεταφέρουν και την ενέργειά τους σε αυτά. Αυτό κάνει τα μόρια να αρχίζουν να κινούνται γρηγορότερα και έτσι αυξάνεται η θερμότητα στο χώρο.