Cos'è la conduzione termica?

La conduzione termica si riferisce al trasferimento di energia termica a causa di un oggetto che ha temperature diverse.Affinché l'energia termica venga trasferita con la conduzione, non ci dovrebbe essere alcun movimento dell'oggetto nel suo insieme.L'energia termica si sposta sempre da quella di una maggiore concentrazione a una concentrazione più bassa-cioè dal caldo al freddo.Pertanto, se una parte di un oggetto è calda, il calore si trasferirà tramite conduzione termica nella parte più fredda di quell'oggetto.La conduzione termica avrà anche luogo se due diversi oggetti di temperature variabili si toccano a vicenda.

Le particelle - come atomi e molecole - di un oggetto con alta energia termica si muoverà più velocemente di quello di un oggetto con bassa energia termica.Quando le particelle vengono riscaldate, possono muoversi e sbattere l'una nell'altra, trasferendo così energia.Nel caso di molti solidi, le particelle vibrano più velocemente, causando la vibrazione delle particelle circostanti.Quando l'energia termica viene trasferita, le particelle in movimento più veloci rallenteranno, diventando così più fresche e le particelle in movimento più lente si muoveranno più velocemente, diventando così più caldi.Ciò continuerà fino a quando l'oggetto non raggiunge l'equilibrio termico.

Un esempio di conduzione termica è una pentola di metallo sulla stufa.Le particelle di calore si muoveranno e trasferiranno l'energia termica alle particelle di metalli, facendole muoversi più velocemente.Mentre le particelle nella pentola si muovono più velocemente, la pentola diventa più calda.Inoltre, le particelle nella pentola trasferiranno il loro calore al cibo o al liquido all'interno della pentola.Ciò consente al cibo di cucinare o il liquido di bollire.

La velocità che un oggetto trasferisce il calore attraverso la conduzione è chiamata conducibilità termica. Un oggetto con bassa conducibilità trasferirà il calore più lentamente di un oggetto con alta conducibilità.Questo è il motivo per cui alcune sostanze sono usate come isolanti, mentre altre sono utilizzate in applicazioni come la cottura.In generale, i solidi sono migliori conduttori di calore rispetto a liquidi e gas.Inoltre, i metalli sono generalmente conduttori termici migliori rispetto alle sostanze non metal.

La conduzione termica causata da elettroni in movimento è più efficiente della conduzione causata dalle vibrazioni.Il motivo per cui i metalli sono così buoni conduttori di calore e elettricità è perché hanno molti elettroni che sono in grado di muoversi.Gli elettroni, tuttavia, non vanno generalmente molto lontano quando si conducono energia termica ma piuttosto si scontrano e trasferiscono l'energia termica ad altri elettroni nelle vicinanze che possono quindi scontrarsi e trasferire energia termica in altri elettroni vicino a loro.Il risultato è un metodo di trasferimento di energia efficiente che fornisce tali sostanze elevata conducibilità termica.