1. Дефиниција на пренос на топлина преку спроводливост
Ако седите на дрвена столица, површината на дрвениот стол станува топла. Обратно, ако седите на стол направен од пластика или метал, површината на металната или пластичната столица не се чувствува топла по седењето. Зошто површината на дрвениот стол се загрева, додека површината на металниот стол не се загрева? Зошто спиењето на ладен под без душек може да предизвика болка? Дали некогаш сте носеле јакна против студ? Зошто повеќето јакни против студ се направени од волна? Сè уште има многу работи што можат да се земат предвид и да се доведат во прашање поврзани со темата за пренос на топлина преку спроводливост.
Кога еден дел од објект со висока температура е во контакт со објект со ниска температура, енергијата се движи од објект со висока температура кон дел од објектот со ниска температура. Додавањето енергија предизвикува атомите и молекулите да ги забрзаат работите. Кога се движи, молекулата има кинетичка енергија (KE = 1/2 mv 2 ). Молекулите што се движат побрзо (поголема кинетичка енергија) ги удираат молекулите до нив. Молекулата удира во друга молекула до неа. И така натаму. Значи, молекулите се судираат едни со други додека се движи енергијата. Преносот на топлина што се случува преку судири меѓу молекулите на објектот се нарекува пренос на топлина со спроводливост.
2. Равенката на пренос на топлина преку спроводливост
Објектот што се наоѓа лево има повисока температура (T1) додека објектот што се наоѓа од десно има пониска температура (T2Поради температурната разлика (T1 - T2), топлината се движи од објект со висока температура кон објект со ниска температура (насоката на протокот на топлина е надесно). Објектот низ кој минува топлината има напречен пресек (A) и должина (l).
Врз основа на резултатите од експериментот, топлината што се движи во одреден временски интервал (Q/t) е директно пропорционална на температурната разлика (T1 – T2 ) ,
напречниот пресек (A), природата на објектот (k = топлинска спроводливост) и обратно пропорционална на должината на објектот. Формулата за пренос на топлина со спроводливост:
Опис: Q/t = брзина на пренос на топлина, k = топлинска спроводливост, A = површина на пресек, T1 = висока температура, T2 = ниска температура, l = должина на објектот.
3. Топлинска спроводливост (k)
Зошто повеќето садови за готвење се направени од алуминиум? Ако вашата лева рака го држи железото, вашата десна рака го држи стаклото, тогаш железото и стаклото се допираат до огнот. Левата или десната рака се чувствуваат побрзо? Овие прашања, а можеби и други прашања што ќе ги поставите, се однесуваат на топлинската спроводливост на предметите. Топлинската спроводливост на еден предмет е способноста на предметот да ја движи топлината низ предметот. Предметите што имаат голема топлинска спроводливост (k) се добри спроводници на топлина (добри топлински спроводници). Обратно, предметите што имаат мала топлинска спроводливост се лоши топлински спроводници (лоши топлински спроводници).
4. Примена на пренос на топлина преку спроводливост
Зошто плочките се чувствуваат постудено од тепихот? Плочките имаат поголема топлинска спроводливост од теписите. Затоа, плочката е добар спроводник на топлина, додека тепихот е лош спроводник на топлина. Кога одиме по тепихот, топлината тече од стапалата кон тепихот. Ова се случува затоа што температурата на нашето тело е повисока од температурата на тепихот. Тепихот е лош спроводник на топлина, па топлината што тече од нашите стапала се акумулира на површината на тепихот, па тепихот станува потопол. Кога одиме по плочка или керамика, топлината тече од стапалото кон плочката или керамиката. Бидејќи плочките се добар спроводник на топлина, топлината не се заглавува на површината на плочката. Топлината тече непречено, така што нашите стапала се чувствуваат ладно.
Спиењето на подот од куќата без пиедестал може да предизвика болка. Зошто? Ова се должи на количината на топлина што се движи од телото кон подот. Топлината е енергијата што се движи. Кога вашето тело губи многу топлина, енергијата во вашето тело се намалува. Ако ви недостасува енергија, можете да се разболите!
Кои се функциите на прозорците и вратите? Зошто вратите и прозорците треба да бидат направени од дрво? Ноќе, температурата надвор од куќата е пониска од температурата на воздухот во куќата. Оваа разлика во температурата на воздухот предизвикува топлината да се движи од внатрешноста на куќата кон надворешноста на куќата. Затоа, обично ноќе, ги затвораме вратите или прозорците. Воздухот заробен на внатрешната страна на прозорецот или вратата служи како добар изолатор. Колку е помала топлинската спроводливост на некој предмет, толку е потешко да се пренесе топлината преку спроводливост низ предметот.
Покрај одржувањето на нашиот статус како цивилизирани и нормални човечки суштества, облеката служи и за одржување на стабилна температура на нашето тело. Облеката што ја користиме обично е прилагодена на температурата на воздухот. Кога температурата на воздухот е доволно ниска, облеката што ја користиме е подебела. Дебелите ќебиња или облека (јакни итн.) го оневозможуваат движењето на воздухот. Воздухот е заробен помеѓу кожата и јакната или ќебето. Бидејќи постои температурна разлика помеѓу нашето тело и заробениот воздух, топлината се движи од телото кон воздухот. Додавањето топлина од телото предизвикува зголемување на температурата на заробениот воздух (воздухот станува потопол). Вредноста на топлинската спроводливост на воздухот е минимална. Затоа, топлината не може да излезе од телото. Температурата на нашето тело исто така се одржува. Ако не користиме јакна кога воздухот е доволно ладен, топлината излегува од нашето тело. Колку повеќе топлина излегува од телото, телото губи многу енергија!
