Le transfert de chaleur se produit par l'un des trois mécanismes principaux: la conduction, la convection et le rayonnement. Souvent, tous les trois de ces cas en même temps, bien que l'importance relative de chacun dépend des substances et de leurs propriétés. Conduction implique le flux de chaleur à travers un milieu, alors que les radiations implique l'émission d'un rayonnement électromagnétique comme la lumière infrarouge.
Radiation
Molécules dans un objet solide comme une poêle à frire en métal ont une énergie cinétique --- ce qui signifie qu'ils sont vibrant et se bousculant les uns contre les autres. A chaque fois qu'une molécule ou un atome change de direction, que quand il tombe sur un autre atome, par exemple, on accélère, car l'accélération est changement de vitesse. particules chargées Accelerating émettent un rayonnement électromagnétique comme la lumière infrarouge et la lumière visible. Plus la température est élevée, plus la quantité d'énergie d'un objet va rayonner, et plus le pic de longueur d'onde de l'émission. Voilà pourquoi un objet métallique se transforme progressivement rouge comme vous préchauffées: comme l'énergie cinétique des molécules augmente, le métal émet plus de rayonnement dans la région visible du spectre.
Conduction
les transferts de chaleur par conduction, mais d'une manière différente. Lorsque des molécules ou des atomes se cognent les uns dans les autres, ils transfèrent l'énergie, tout comme deux balles de tennis rebondissant dans l'autre. Une région à haute température est un domaine où les molécules se déplacent plus rapidement; quand ils entrent en collision avec des molécules adjacentes dans les régions à basse température, ils transfèrent l'énergie vers les régions à basse température jusqu'à ce que les deux sont à la même température. L'effet net de ce procédé est de transférer la chaleur à travers le matériau des zones de haute température dans les zones de basse température.
Considérations
Une autre différence entre le rayonnement et la conduction réside dans les propriétés des matériaux qui déterminent la façon dont ils mènent ou émettent de la chaleur. Un bon absorbeur est un bon émetteur; c'est parce que un matériau qui absorbe bien la lumière doit avoir des molécules qui ont de petites différences entre les états d'énergie disponibles à des électrons, ce qui signifie à son tour qu'il peut émettre de l'énergie de manière efficace. La capacité d'une substance à émettre est souvent mesurée en termes de son émissivité. La capacité d'une substance à conduire la chaleur, en revanche, est mesurée en termes de sa conductivité. Les deux ne sont pas nécessairement liés, et les matériaux peuvent être de bons conducteurs avec un mauvais émissivité ou vice versa. argent poli, par exemple, est un bon conducteur de chaleur avec une mauvaise émissivité, tandis que le bois est relativement forte émissivité et une mauvaise conductivité thermique.
Équilibre thermique
Bien qu'ils travaillent par des mécanismes différents, à la fois le rayonnement et la conduction de l'aide transfèrent la chaleur à partir d'objets chauds à ceux qui sont froids. Ces processus sont les deux sens, cependant, en ce que l'objet plus froid est également en train de perdre l'énergie à la conduction et de la chaleur --- il est juste que la vitesse à laquelle la chaleur circule de l'objet chaud pour objet froid est plus rapide que l'inverse. Finalement, un objet chaud et froid à atteindre un état d'équilibre thermique, au cours de laquelle coule le point chaleur entre eux à des taux égaux dans les deux sens. l'équilibre thermique est atteint lorsque les deux objets sont à la même température.