1. Difino de varmotransigo per konduktado
Se vi sidas sur ligna seĝo, la surfaco de la ligna seĝo varmiĝas. Male, se vi sidas sur seĝo farita el plasto aŭ metalo, la surfaco de metala aŭ plasta seĝo ne sentiĝas varma post sidado. Kial la surfaco de la ligna seĝo varmiĝas, dum la surfaco de la metala seĝo ne? Kial dormi sur malvarma planko sen matraco povas kaŭzi doloron? Ĉu vi iam portis kontraŭmalvarman jakon? Kial plej multaj kontraŭmalvarmaj jakoj estas faritaj el lano? Ankoraŭ estas multaj aferoj, kiujn oni povas konsideri kaj pridubi rilate al la temo de varmotransdono per konduktado.
Kiam unu parto de alt-temperatura objekto kontaktas malalt-temperaturan objekton, energio moviĝas de alt-temperatura objekto al malalt-temperatura parto de la objekto. La aldono de energio igas atomojn kaj molekulojn moviĝi pli rapide. Dum movado, la molekulo havas kinetan energion (KE = 1/2 mv² ) . La molekuloj, kiuj moviĝas pli rapide (kun pli granda kineta energio), batas la apudajn molekulojn. La molekulo trafas alian apudan molekulon. Tiel plu. Do, molekuloj kolizias unu kun la alia dum movado de energio. La varmotransigo, kiu okazas per kolizioj inter la molekuloj de la objekto, nomiĝas varmotransigo per konduktado.
2. La ekvacio de varmotransigo per konduktado
La objekto situanta maldekstre havas pli altan temperaturon (T1) dum la objekto situanta dekstre havas pli malaltan temperaturon (T2). Pro la temperaturdiferenco (T1 - T2), varmo moviĝas de alt-temperatura objekto al malalt-temperatura objekto (la direkto de varmofluo dekstren). La objekto, trapasita de varmo, havas transversan sekcan areon (A) kaj longon (l).
Surbaze de la rezultoj de la eksperimento, varmo, kiu moviĝas dum certa tempointervalo (Q/t), estas rekte proporcia al la temperaturdiferenco (T1 – T2 ) ,
transversa sekca areo (A), la naturo de objekto (k = varmokondukteco) kaj inverse proporcia al la longo de la objekto. La formulo por varmotransdono per konduktado:
Priskribo: Q/t = varmotransiga rapideco, k = varmokondukteco, A = transversa sekca areo, T1 = alta temperaturo, T2 = malalta temperaturo, l = longo de objekto.
3. La varmokondukteco (k)
Kial plej multaj kuiriloj estas faritaj el aluminio? Se via maldekstra mano tenas la feron, via dekstra mano tenas la vitron, tiam fero kaj vitro tuŝiĝas al la fajro. Ĉu maldekstra aŭ dekstra mano sentas sin pli rapide? Ĉi tiuj demandoj kaj eble aliaj demandoj, kiujn vi faros, rilatas al la varmokondukteco de objektoj. La varmokondukteco de objekto estas la kapablo de objekto movi varmon tra la objekto. Objektoj, kiuj havas grandan varmokonduktecon (k), estas bonaj varmokonduktiloj (bonaj termikaj konduktiloj). Male, objektoj, kiuj havas malgrandan varmokonduktecon, estas malbonaj varmokonduktiloj (malbonaj termikaj konduktiloj).
4. Apliko de varmotransigo per konduktado
Kial la kahelo sentas sin pli malvarmeta ol la tapiŝo? Kaheloj havas pli grandan varmokonduktecon ol tapiŝoj. Tial, la kahelo estas bona varmokonduktilo, dum la tapiŝo estas malbona varmokonduktilo. Kiam ni marŝas sur la tapiŝo, varmo fluas de la piedoj al la tapiŝo. Tio okazas ĉar nia korpa temperaturo estas pli alta ol la tapiŝa temperaturo. La tapiŝo estas malbona varmokonduktilo, do la varmo fluanta de niaj piedoj akumuliĝas sur la surfaco de la tapiŝo, tiel ke la tapiŝo varmiĝas. Kiam ni marŝas sur kahelo aŭ ceramiko, varmo fluas de la piedo al la kahelo aŭ ceramiko. Ĉar kaheloj estas bonaj varmokonduktiloj, la varmo ne restas fiksita sur la kahela surfaco. Varmo fluas glate, tiel ke niaj piedoj sentas sin malvarmaj.
Dormi sur la planko de la domo sen piedestalo povas kaŭzi doloron. Kial? Ĉi tio ŝuldiĝas al la kvanto da varmo, kiu moviĝas de la korpo al la planko. Varmo estas la energio, kiu moviĝas. Kiam via korpo perdas multan varmon, la energio en via korpo malpliiĝas. Se al vi mankas energio, vi povas malsaniĝi!
Kiuj estas la funkcioj de la fenestroj kaj pordoj? Kial pordoj kaj fenestroj estu faritaj el ligno? Nokte, la temperaturo ekster la domo estas pli malalta ol la aertemperaturo ene de la domo. Ĉi tiu diferenco en aertemperaturo kaŭzas, ke varmo moviĝas de interne de la domo al la ekstero de la domo. Tial, kutime nokte, ni fermas pordojn aŭ fenestrojn. La aero kaptita interne de la fenestro aŭ pordo servas kiel bona izolilo. Ju pli malgranda estas la varmokondukteco de objekto, des pli malfacila estas la varmotransdono per konduktado tra la objekto.
Krom konservi nian statuson kiel civilizitaj kaj normalaj homoj, vestaĵoj ankaŭ funkcias por teni nian korpotemperaturon stabila. La vestaĵoj, kiujn ni uzas, estas tipe adaptitaj al la aertemperaturo. Kiam la aertemperaturo estas sufiĉe malalta, la vestaĵoj, kiujn ni uzas, estas pli dikaj. Dikaj kovriloj aŭ vestaĵoj (jakoj ktp.) malebligas la aeron moviĝi. La aero estas kaptita inter la haŭto kaj la jako aŭ kovrilo. Ĉar ekzistas temperaturdiferenco inter nia korpo kaj la kaptita aero, varmo moviĝas de la korpo al la aero. La aldono de varmo de la korpo kaŭzas plialtiĝon de la temperaturo de la kaptita aero (la aero varmiĝas). La valoro de la varmokondukteco de la aero estas minimuma. Tial, varmo ne povas eliri el la korpo. Nia korpotemperaturo ankaŭ estas konservita. Se ni ne uzas jakon kiam la aero estas sufiĉe malvarma, varmo eliras el nia korpo. Ju pli da varmo eliras el la korpo, des pli la korpo perdas multe da energio!
