La conduction est un type de transfert de chaleur dans un matériau sans aucun mouvement de l'objet dans son ensemble. Le transfert de chaleur se produit à travers des interactions au niveau moléculaire entre plus rapide en mouvement et des particules plus lentes. Différents matériaux ont des taux de conduction de la chaleur en fonction de leurs conductivités thermiques respectives. Ce contraste est dû à des différences dans les structures moléculaires et macromoléculaires de la substance. Papier, par exemple, a une conductivité thermique beaucoup plus faible que le cuivre.
La chaleur et l'énergie cinétique
L'énergie cinétique est l'énergie d'un objet a quand il est en mouvement. Une personne en cours d'exécution, un vol d'avion ou une balle de baseball d'être jeté tous ont une énergie cinétique. Au niveau moléculaire, toutes les particules sont constamment en mouvement et donc l'énergie cinétique. Même dans un solide - qui semble être immobile à l'œil nu - toutes les molécules vibrent constamment. Ce type d'énergie cinétique - le mouvement des molécules dans un objet ou d'une substance - est appelée chaleur. Quand quelque chose se réchauffe, il est parce que ses molécules se déplacent plus rapidement.
Transfert de chaleur
Les molécules se déplacent constamment autour et entrent en collision les uns avec les autres. Dans les liquides et les gaz, ces collisions sont chaotiques, et les molécules individuelles sont libres de se déplacer autour d'un lot. Dans les solides, les molécules restent à l'intérieur de la structure rigide du solide mais entrent en collision avec leurs voisins. Lorsque ces collisions se produisent entre deux molécules se déplaçant à des vitesses différentes, le transfert d'énergie molécule plus rapide au plus lent. En d'autres termes, le jeûne ou des molécules «chaudes» deviennent plus lent ou plus froid, et la lente ou molécules «froides» deviennent plus rapides et plus chaud. Voilà pourquoi, lors du mélange de l'eau chaude et l'eau froide, le résultat est de l'eau de la température moyenne.
Transfert de chaleur dans Conduction
Conduction est un cas particulier du transfert de chaleur traitant entiers, des objets immobiles. Mélanger l'eau chaude et l'eau froide, par exemple, ne sont pas un type de conduction. Au lieu de cela, penser à une longue tige de métal avec une extrémité placée au-dessus d'une flamme. Les molécules à cet effet d'absorber l'énergie thermique de la flamme et commencent à faire vibrer beaucoup plus rapide qu'auparavant. Comme ils entrent en collision avec ou vibrent contre leurs molécules voisines, une partie de cette chaleur est transférée le long de la tige. Ce processus se poursuit, souvent très rapidement, jusqu'à ce que toute la tige se réchauffe.
Conductivité thermique
La vitesse à laquelle la chaleur transfert depuis une extrémité d'un objet à l'autre par conduction dépend de l'épaisseur de la matière, l'amplitude de la différence de température d'un bout à l'autre, et la conductivité thermique du matériau. Chaque substance a sa propre valeur de conductivité thermique. Gaz - qui transfèrent l'énergie basée sur des collisions aléatoires de particules flottantes - ont généralement très faible conductivité thermique. Les liquides sont plus dense que les gaz mais présentent généralement une faible conductivité thermique. solides non métalliques transfèrent la chaleur par l'intermédiaire des vibrations dans la structure du réseau cristallin du solide. Les métaux ont tendance à avoir une conductivité thermique beaucoup plus élevés que les non-métaux parce que leurs électrons libres - les mêmes électrons qui donnent des métaux la capacité à conduire l'électricité - contribuent également à transférer de la chaleur.