Hoe brengt materie thermische energie over?

Materie zal thermische energie op een van de drie manieren overbrengen: door middel van geleiding, convectie en straling.Wanneer twee objecten van verschillende temperaturen worden samengesteld, zullen de objecten proberen het thermische evenwicht te bereiken.Dat wil zeggen, warmte zal worden overgebracht van de hogere concentratie naar de lagere concentratie - van warm tot koud.Met andere woorden, het heterobject zal warmte overbrengen naar het koelere object totdat beide objecten dezelfde temperatuur hebben.Zodra de objecten een evenwicht hebben bereikt, zullen ze de neiging hebben om daar te blijven tenzij er een soort externe verandering is.

De moleculen in een object met hogere thermische energie trillen sneller dan een object met lage thermische energie.De bewegende moleculen kunnen vervolgens tegen andere moleculen botsen, waardoor ze bewegen naarmate de energie wordt overgedragen.Geleiding is wat er gebeurt wanneer objecten thermische energie overbrengen door moleculen die tegen elkaar botsen.Dit is te zien wanneer een metalen lepel in hete thee wordt ondergedompeld.De moleculen van de thee trillen tegen de moleculen in de lepel, waardoor de moleculen versnellen en dus de lepel opwarmen.

Een andere manier om thermische energie over te dragen is convectie.Convectie heeft te maken met warmte overgebracht door de beweging van vloeistoffen.Er zijn twee soorten convectie: natuurlijke en geforceerde convectie.Geforceerde convectie maakt gebruik van objecten zoals een pomp of een ventilator om vloeistoffen te verplaatsen en warmte over te dragen.Voorbeelden van geforceerde convectie omvatten convectieovens en vloeistofwarmteradiatorsystemen.

Natuurlijke convectie treedt op wanneer een vloeistof twee verschillende temperaturen heeft die verschillende dichtheden veroorzaken.Een voorbeeld van natuurlijke convectie is dat water op een fornuis wordt verwarmd.De warmte van het fornuis verwarmt de bodem van het water op, waardoor de moleculen sneller trillen.Wanneer moleculen trillen, breiden ze uit en verliezen ze dichtheid, waardoor het warmere water oprijst en het koelere water zinkt.Het koelere water zal dan opwarmen en naar de top stijgen.De circulaire stroom die dit proces oplevert, wordt een convectiestroom genoemd en is verantwoordelijk voor vele aspecten van het weer.

De laatste methode die de wereld gebruikt om thermische energie over te dragen is straling.Met straling kunnen objecten thermische energie door een vacuüm overbrengen.Dit is het type warmteoverdracht waardoor de zon de aarde verwarmt.In dit proces wordt thermische energie overgedragen in de vorm van infraroodstralen.Hoewel thermische energie kan worden overgedragen door straling, voelen we de warmte wanneer de infraroodstralen een object raken, zoals lucht, en ervoor zorgen dat de moleculen sneller bewegen, dus verwarmen.