1. Definisie van hitte-oordrag deur geleiding
As jy in 'n houtstoel sit, word die oppervlak van die houtstoel warm. Omgekeerd, as jy in 'n stoel van plastiek of metaal sit, voel die oppervlak van 'n metaal- of plastiekstoel nie warm nadat jy gesit het nie. Waarom word die oppervlak van die houtstoel verhit, terwyl die metaalstoeloppervlak nie? Waarom kan slaap op 'n koue vloer sonder 'n matras pyn veroorsaak? Het jy al ooit 'n koue baadjie gedra? Waarom is die meeste koue baadjies van wol gemaak? Daar is steeds baie dinge wat oorweeg en bevraagteken kan word met betrekking tot die onderwerp van hitte-oordrag deur geleiding.
Wanneer een deel van 'n hoëtemperatuurvoorwerp in kontak is met 'n laetemperatuurvoorwerp, beweeg energie van 'n hoëtemperatuurvoorwerp na 'n laetemperatuurdeel van die voorwerp. Die byvoeging van energie veroorsaak dat atome en molekules dinge vinniger laat beweeg. Wanneer dit beweeg, het die molekule kinetiese energie (KE = 1/2 mv 2 ). Die molekules wat vinniger beweeg (groter kinetiese energie) stamp die molekules langs hulle. Die molekule tref 'n ander molekule langs dit. So aan. Dus bots molekules met mekaar terwyl hulle energie beweeg. Die hitte-oordrag wat plaasvind deur botsings tussen die molekules van die voorwerp word hitte-oordrag deur geleiding genoem.
2. Die vergelyking van hitte-oordrag deur geleiding
Die voorwerp aan die linkerkant het 'n hoër temperatuur (T1) terwyl die voorwerp aan die regterkant 'n laer temperatuur het (T2). As gevolg van die temperatuurverskil (T1 - T2), beweeg hitte van 'n hoëtemperatuurvoorwerp na 'n laetemperatuurvoorwerp (die rigting van hittevloei na regs). Die voorwerp wat deur hitte beweeg, het 'n dwarssnitarea (A) en lengte (l).
Gebaseer op die resultate van die eksperiment, is hitte wat gedurende 'n sekere tydsinterval (Q/t) beweeg, direk eweredig aan die temperatuurverskil (T1 – T2 ) ,
dwarssnitoppervlakte (A), die aard van 'n voorwerp (k = termiese geleidingsvermoë) en omgekeerd eweredig aan die lengte van die voorwerp. Die formule vir hitte-oordrag deur geleiding:
Beskrywing: Q/t = hitte-oordragtempo, k = termiese geleidingsvermoë, A = deursnee-area, T1 = hoë temperatuur, T2 = lae temperatuur, l = lengte van voorwerp.
3. Die termiese geleidingsvermoë (k)
Waarom word die meeste kookgerei van aluminium gemaak? As jou linkerhand die strykyster vashou, jou regterhand die glas, dan raak die strykyster en glas aan die vuur. Voel die linker- of regterhand vinniger? Hierdie vrae en miskien ander vrae wat jy sal vra, hou verband met die termiese geleidingsvermoë van voorwerpe. Die termiese geleidingsvermoë van 'n voorwerp is die vermoë van 'n voorwerp om hitte deur die voorwerp te beweeg. Voorwerpe met 'n hoë termiese geleidingsvermoë (k) is goeie hittegeleiers (goeie termiese geleiers). Omgekeerd is voorwerpe met 'n lae termiese geleidingsvermoë swak hittegeleiers (slegte termiese geleiers).
4. Toepassing van hitte-oordrag deur geleiding
Waarom voel die teël koeler as die mat? Teëls het 'n groter termiese geleidingsvermoë as matte. Daarom is die teël 'n goeie hittegeleier, terwyl die mat 'n slegte hittegeleier is. Wanneer ons op die mat loop, vloei hitte van die voete na die mat. Dit gebeur omdat ons liggaamstemperatuur hoër is as die mattemperatuur. Die mat is 'n slegte hittegeleier, so die hitte wat van ons voete vloei, versamel op die oppervlak van die mat, sodat die mat warmer word. Wanneer ons op 'n teël of keramiek loop, vloei hitte van die voet na die teël of keramiek. Omdat teëls 'n goeie hittegeleier is, bly die hitte nie op die teëloppervlak vas nie. Hitte vloei glad sodat ons voete koud voel.
Om op die vloer van die huis te slaap sonder 'n voetstuk kan pyn veroorsaak. Hoekom? Dit is as gevolg van die hoeveelheid hitte wat van die liggaam na die vloer beweeg. Hitte is die energie wat beweeg. Wanneer jou liggaam baie hitte verloor, neem die energie in jou liggaam af. As jy energie kortkom, kan jy siek word!
Wat is die funksies van vensters en deure? Waarom moet deure en vensters van hout gemaak word? Snags is die temperatuur buite die huis laer as die lugtemperatuur binne die huis. Hierdie verskil in lugtemperatuur veroorsaak dat hitte van binne die huis na buite die huis beweeg. Daarom maak ons gewoonlik snags deure of vensters toe. Die lug wat aan die binnekant van die venster of deur vasgevang is, dien as 'n goeie isolator. Hoe kleiner die termiese geleidingsvermoë van 'n voorwerp, hoe moeiliker is dit om hitte deur geleiding deur die voorwerp oor te dra.
Benewens die handhawing van ons status as beskaafde en normale mense, funksioneer klere ook om ons liggaamstemperatuur stabiel te hou. Die klere wat ons gebruik, word tipies aangepas by die lugtemperatuur. Wanneer die lugtemperatuur laag genoeg is, is die klere wat ons gebruik dikker. Dik komberse of klere (baadjies ens.) maak dat die lug nie kan beweeg nie. Die lug word vasgevang tussen die vel en die baadjie of kombers. Omdat daar 'n temperatuurverskil tussen ons liggaam en vasgekeerde lug is, beweeg hitte van die liggaam na die lug. Die byvoeging van hitte van die liggaam veroorsaak dat die temperatuur van die vasgekeerde lug toeneem (die lug word warmer). Die waarde van lug se termiese geleidingsvermoë is minimaal. Daarom kan hitte nie uit die liggaam kom nie. Ons liggaamstemperatuur word ook gehandhaaf. As ons nie 'n baadjie dra wanneer die lug koud genoeg is nie, kom hitte uit ons liggaam. Hoe meer hitte uit die liggaam kom, hoe meer energie verloor die liggaam!
