Qual è la connessione tra radiazione, convezione e conduzione?

Radiazioni, convezione e conduzione sono tre modi diversi in cui il calore può essere trasferito.La convezione e la conduzione richiedono la materia per trasferire il calore.Le radiazioni trasferiscono il calore attraverso lo spazio sotto forma di energia, come onde.Sebbene questi tre metodi di trasferimento di calore coinvolgano principi diversi, possono essere tutti compresi in base alla fisica del calore o all'energia termica. La materia è costituita da particelle, che interagiscono tra loro per trasferire l'energia termica.Quando un materiale con una temperatura più alta viene a contatto con un materiale di temperatura inferiore, il calore scorre dal materiale più caldo al materiale più freddo.Questo processo continuerà fino a quando i due materiali avranno alla stessa temperatura e hanno raggiunto uno stato di equilibrio termico.

Nella conduzione, un pezzo di materia più caldo viene a contatto con un pezzo di materia più freddo e il calore scorre dal più caldo alregione più fredda.Il calore viene condotto perché le particelle in rapido movimento della materia più calda trasferiscono l'energia alle molecole più fredde e che si muovono più lente della materia più fredda.La capacità di un materiale di condurre calore dipende dalla sua struttura molecolare e consistenza.Ad esempio, i metalli sono migliori conduttori di calore rispetto al legno e i solidi sono migliori conduttori di calore rispetto ai liquidi.

Trasferisce il calore in base a un diverso principio di movimento delle particelle.Quando le particelle possiedono una grande quantità di energia termica, questa energia li fa muovere più velocemente e si diffonde, rendendo il materiale meno denso.Le particelle in una regione più fredda hanno meno energia e si muovono lentamente, portando a una maggiore densità.Nei fluidi e nei gas, questo principio si traduce in regioni più fredde del materiale che affondano sul fondo, mentre le regioni più calde salgono in alto.

Una corrente è formata dalla circolazione di fluido o gas in questo modello.Questa è chiamata corrente di convezione.Nell'atmosfera, ad esempio, l'aria fredda affonda mentre l'aria calda aumenta, producendo circolazione.

Il terzo metodo di trasferimento di calore, le radiazioni, richiede non importa e non dipende dall'interazione delle particelle.Un esempio è la radiazione solare.Il calore dal sole raggiunge la terra nonostante abbia viaggiato attraverso il vuoto dello spazio.Nel caso delle radiazioni, esiste energia termica sotto forma di onde.È un tipo di radiazione elettromagnetica, come la luce visibile.

Gli atomi assorbono l'energia delle radiazioni attraverso i loro elettroni, che usano l'energia per passare a un livello più elevato all'interno dell'atomo.Questa energia può essere nuovamente emessa quando l'elettrone cade al suo livello originale.La temperatura di un oggetto in presenza di radiazioni dipende da quanta energia assorbe rispetto a quanto emette, quindi un oggetto che assorbe più energia di quanto emetterà di temperatura.