Hva er forbindelsen mellom stråling, konveksjon og ledning?

Stråling, konveksjon og ledning er tre forskjellige måter varme kan overføres på.Konveksjon og ledning krever materie for å overføre varme.Stråling overfører varme gjennom rommet i form av energi, som bølger.Selv om disse tre metodene for varmeoverføring involverer forskjellige prinsipper, kan de alle forstås basert på fysikken i varme, eller termisk energi.

Matter består av partikler, som samhandler med hverandre for å overføre termisk energi.Når et materiale med høyere temperatur kommer i kontakt med et materiale med lavere temperatur, strømmer varmen fra det varmere til det kaldere materialet.Denne prosessen vil fortsette til de to materialene har samme temperatur og har nådd en tilstand av termisk likevekt.

I ledning kommer et varmere stykke materie i kontakt med et kaldere stykke materie, og varmestrømmer fra det varmere tilkaldere region.Varmen blir utført fordi raskt bevegelige partikler i den varmere materien overfører energi til de kaldere, langsommere bevegelige molekyler i den kaldere materialet.Evnen til et materiale til å utføre varme avhenger av dens molekylære struktur og konsistens.For eksempel er metaller bedre varmer av varme enn tre, og faste stoffer er bedre varmer av varme enn væsker.

Konveksjon overfører varme basert på et annet prinsipp for partikkelbevegelse.Når partikler har en stor mengde termisk energi, får denne energien dem til å bevege seg raskere og spre seg ut, noe som gjør materialet mindre tett.Partikler i et kaldere område har mindre energi og beveger seg sakte, noe som fører til større tetthet.I væsker og gasser resulterer dette prinsippet i kaldere regioner av materialet som synker til bunnen, mens varmere regioner stiger til toppen.

En strøm dannes ved sirkulasjon av væske eller gass i dette mønsteret.Dette kalles en konveksjonsstrøm.I atmosfæren synker for eksempel kald luft mens varm luft stiger, og produserer sirkulasjon.

Den tredje metoden for varmeoverføring, stråling, krever uansett og er ikke avhengig av interaksjonen mellom partikler.Et eksempel er solstråling.Varme fra solen når jorden til tross for at han reiser gjennom rommets vakuum.Ved stråling eksisterer termisk energi i form av bølger.Det er en type elektromagnetisk stråling, som synlig lys.

Atomer absorberer strålingsenergien gjennom elektronene, som bruker energien til å bevege seg til et høyere nivå i atomet.Denne energien kan sendes ut igjen når elektronet faller til det opprinnelige nivået.Temperaturen til et objekt i nærvær av stråling avhenger av hvor mye energi det absorberer kontra hvor mye den avgir, så et objekt som absorberer mer energi enn det avgir vil øke i temperaturen.