Wat is thermische geleiding?

Thermische geleiding verwijst naar de overdracht van thermische energie vanwege een object met verschillende temperaturen.Voor thermische energie die wordt overgedragen met behulp van geleiding, mag er geen beweging van het object als geheel zijn.Thermische energie beweegt altijd van die van hogere concentratie naar lagere concentratie-dat wil zeggen van warm tot koud.Daarom, als een deel van een object heet is, wordt de warmte overgebracht via thermische geleiding naar het koelere deel van dat object.Thermische geleiding zal ook plaatsvinden als twee verschillende objecten van verschillende temperaturen elkaar aanraken.

De deeltjes - zoals atomen en moleculen - van een object met hoge thermische energie zullen sneller bewegen dan dat van een object met lage thermische energie.Wanneer de deeltjes worden verwarmd, kunnen ze ofwel bewegen en tegen elkaar botsen, waardoor energie wordt overgebracht.In het geval van veel vaste stoffen trillen de deeltjes sneller, waardoor de omringende deeltjes trillen.Wanneer thermische energie wordt overgebracht, zullen de snellere bewegende deeltjes vertragen, dus koeler worden, en de langzamere bewegende deeltjes zullen sneller bewegen en dus warmer worden.Dit gaat door totdat het object het thermische evenwicht bereikt.

Een voorbeeld van thermische geleiding is een metalen pot op het fornuis.De deeltjes van de warmtebronnen zullen de thermische energie verplaatsen en overbrengen naar de deeltjes van de metalen, waardoor ze sneller bewegen.Terwijl de deeltjes in de pot sneller bewegen, wordt de pot warmer.Bovendien zullen de deeltjes in de pot hun warmte overbrengen naar het voedsel of de vloeistof in de pot.Hierdoor kan het voedsel koken of de vloeistof kookt.

De snelheid die een object warmte overbrengt door middel van geleiding wordt thermische geleidbaarheid genoemd. Een object met lage geleidbaarheid zal warmte langzamer overbrengen dan een object met een hoge geleidbaarheid.Dit is de reden waarom sommige stoffen worden gebruikt als isolatoren, terwijl andere worden gebruikt in toepassingen zoals koken.Over het algemeen zijn vaste stoffen betere warmtegeleiders dan vloeistoffen en gassen.Bovendien zijn metalen meestal betere thermische geleiders dan niet-metale stoffen.

Thermische geleiding veroorzaakt door bewegende elektronen is efficiënter dan geleiding veroorzaakt door trillingen.De reden dat metalen zulke goede geleiders van zowel warmte als elektriciteit zijn, is omdat ze veel elektronen hebben die kunnen bewegen.De elektronen gaan echter over het algemeen niet erg ver bij het uitvoeren van thermische energie, maar botsen eerder in en brengen thermische energie over naar andere elektronen in de buurt, die vervolgens kunnen botsen in en thermische energie in andere elektronen in de buurt kunnen overbrengen.Het resultaat is een efficiënte methode voor energieoverdracht die dergelijke stoffen een hoge thermische geleidbaarheid geeft.