Hvad er termisk ledning?

Termisk ledning henviser til overførsel af termisk energi på grund af et objekt, der har forskellige temperaturer.For at termisk energi skal overføres ved hjælp af ledning, bør der ikke være nogen bevægelse af objektet som helhed.Termisk energi bevæger sig altid fra den med højere koncentration til lavere koncentration-det vil sige fra varm til kulde.Derfor, hvis en del af et objekt er varmt, overføres varmen via termisk ledning til den køligere del af dette objekt.Termisk ledning vil også finde sted, hvis to forskellige genstande med forskellige temperaturer berører hinanden.

Partiklerne - såsom atomer og molekyler - af et objekt med høj termisk energi bevæger sig hurtigere end et objekt med lav termisk energi.Når partiklerne opvarmes, kan de enten bevæge sig rundt og støde på hinanden og således overføre energi.I tilfælde af mange faste stoffer vibrerer partiklerne hurtigere, hvilket får de omgivende partikler til at vibrere.Når termisk energi overføres, vil de hurtigere bevægende partikler bremse og dermed blive køligere, og de langsommere bevægelige partikler bevæger sig hurtigere og bliver således varmere.Dette vil fortsætte, indtil objektet når termisk ligevægt.

Et eksempel på termisk ledning er en metalpotte på ovnen.Varmekilderne partikler vil flytte og overføre termisk energi til metalpartiklerne, hvilket får dem til at bevæge sig hurtigere.Når partiklerne i gryden bevæger sig hurtigere, bliver gryden varmere.Derudover overfører partiklerne i gryden deres varme til mad eller væske i gryden.Dette gør det muligt for maden at koge eller væsken kogte.

Den hastighed, som en genstand overfører varme gennem ledning, kaldes Termisk ledningsevne. Et objekt med lav ledningsevne overfører varmen langsommere end et objekt med høj ledningsevne.Dette er grunden til, at nogle stoffer bruges som isolatorer, mens andre bruges i applikationer såsom madlavning.Generelt er faste stoffer bedre varmeledere end væsker og gasser.Derudover er metaller normalt bedre termiske ledere end ikke-metalstoffer.

Termisk ledning forårsaget af bevægende elektroner er mere effektiv end ledning forårsaget af vibrationer.Årsagen til, at metaller er så gode ledere af både varme og elektricitet, er fordi de har en masse elektroner, der er i stand til at bevæge sig rundt.Elektronerne går imidlertid generelt ikke meget langt, når man udfører termisk energi, men snarere kolliderer i og overfører termisk energi til andre elektroner i nærheden, som derefter kan kollidere i og overføre termisk energi til andre elektroner i nærheden af dem.Resultatet er en effektiv energioverførselsmetode, der giver sådanne stoffer høj termisk ledningsevne.