1. Ufafanuzi wa uhamishaji wa joto kwa upitishaji
Ukikaa kwenye kiti cha mbao, uso wa kiti cha mbao unakuwa joto. Kinyume chake, ukikaa kwenye kiti kilichotengenezwa kwa plastiki au chuma, uso wa kiti cha chuma au plastiki hauhisi joto baada ya kukaa. Kwa nini uso wa kiti cha mbao hupashwa joto, huku uso wa kiti cha chuma ukiwa haupashwa joto? Kwa nini kulala kwenye sakafu ya baridi bila godoro kunaweza kusababisha maumivu? Je, umewahi kuvaa koti la kuzuia baridi? Kwa nini jaketi nyingi za kuzuia baridi hutengenezwa kwa sufu? Bado kuna mambo mengi ambayo yanaweza kuzingatiwa na kuhojiwa kuhusiana na mada ya uhamishaji joto kwa njia ya upitishaji.
Wakati sehemu moja ya kitu chenye joto la juu inapogusana na kitu chenye joto la chini, nishati husogea kutoka kwa kitu chenye joto la juu hadi sehemu ya kitu chenye joto la chini. Kuongezwa kwa nishati husababisha atomi na molekuli kufanya vitu visogee haraka. Wakati wa kusonga, molekuli ina nishati ya kinetiki (KE = 1/2 mv 2 ). Molekuli zinazosonga kwa kasi zaidi (nishati kubwa ya kinetiki) hupiga molekuli zilizo karibu nazo. Molekuli hugonga molekuli nyingine iliyo karibu nayo. Na kadhalika. Kwa hivyo, molekuli hugongana wakati wa kusonga nishati. Uhamisho wa joto unaotokea kupitia migongano kati ya molekuli za kitu huitwa uhamisho wa joto kwa njia ya upitishaji.
2. Mlinganyo wa uhamishaji wa joto kwa upitishaji
Kitu kilicho upande wa kushoto kina halijoto ya juu zaidi (T1) huku kitu kilicho upande wa kulia kikiwa na halijoto ya chini (T2Kwa sababu ya tofauti ya halijoto (T1 - T2), joto huhama kutoka kitu chenye joto la juu hadi kitu chenye joto la chini (mwelekeo wa mtiririko wa joto kulia). Kitu kinachopitishwa na joto kina eneo la sehemu mtambuka (A) na urefu (l).
Kulingana na matokeo ya jaribio, joto linalosonga wakati fulani wa muda (Q/t) linalingana moja kwa moja na tofauti ya halijoto (T 1 - T 2 ),
eneo la sehemu mtambuka (A), asili ya kitu (k = upitishaji joto) na sawia kinyume na urefu wa kitu. Fomula ya uhamishaji joto kwa upitishaji:
Maelezo: Q/t = kiwango cha uhamishaji wa joto, k = upitishaji joto, A = eneo la sehemu mtambuka, T 1 = halijoto ya juu, T 2 = halijoto ya chini, l = urefu wa kitu.
3. Upitishaji joto (k)
Kwa nini vyombo vingi vya kupikia vimetengenezwa kwa alumini? Ikiwa mkono wako wa kushoto unashikilia chuma, mkono wako wa kulia unashikilia glasi, basi chuma na glasi huguswa kwenye moto. Mkono wa kushoto au mkono wa kulia unahisi haraka zaidi? Maswali haya na labda maswali mengine ambayo utauliza yanahusiana na upitishaji joto wa vitu. Upitishaji joto wa kitu ni uwezo wa kitu kuhamisha joto kupitia kitu hicho. Vitu vyenye upitishaji mkubwa wa joto (k) ni makondakta wazuri wa joto (kondakta wazuri wa joto). Kinyume chake, vitu vyenye upitishaji mdogo wa joto ni makondakta wabaya wa joto (kondakta wabaya wa joto).
4. Matumizi ya uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji
Kwa nini vigae huhisi baridi zaidi kuliko zulia? Vigae vina upitishaji joto mkubwa zaidi kuliko zulia. Kwa hivyo, vigae ni kondakta mzuri wa joto, huku zulia likiwa kondakta mbaya wa joto. Tunapotembea kwenye zulia, joto hutiririka kutoka miguuni kuelekea kwenye zulia. Hii hutokea kwa sababu halijoto ya mwili wetu ni kubwa kuliko halijoto ya zulia. Zulia ni kondakta mbaya wa joto, kwa hivyo joto linalotiririka kutoka miguuni mwetu hujikusanya kwenye uso wa zulia, kwa hivyo zulia huwa joto zaidi. Tunapotembea kwenye zulia au kauri, joto hutiririka kutoka mguuni hadi kwenye zulia au kauri. Kwa sababu vigae ni kondakta mzuri wa joto, joto halishikamani kwenye uso wa zulia. Joto hutiririka vizuri ili miguu yetu ihisi baridi.
Kulala sakafuni mwa nyumba bila msingi kunaweza kusababisha maumivu. Kwa nini? Hii ni kutokana na kiasi cha joto kinachohama kutoka mwilini hadi sakafuni. Joto ni nishati inayohama. Mwili wako unapopoteza joto nyingi, nishati mwilini mwako hupungua. Ukikosa nishati, unaweza kuugua!
Kazi za madirisha na milango ni zipi? Kwa nini milango na madirisha yanapaswa kutengenezwa kwa mbao? Usiku, halijoto nje ya nyumba ni ya chini kuliko halijoto ya hewa ndani ya nyumba. Tofauti hii ya halijoto ya hewa husababisha joto kuhama kutoka ndani ya nyumba hadi nje ya nyumba. Kwa hivyo, kwa kawaida usiku, tunafunga milango au madirisha. Hewa iliyonaswa ndani ya dirisha au mlango hutumika kama kihami joto kizuri. Kadiri upitishaji joto wa kitu unavyokuwa mdogo, ndivyo upitishaji joto unavyokuwa mgumu zaidi kupitia upitishaji kupitia kitu hicho.
Mbali na kudumisha hadhi yetu kama wanadamu wa kawaida na wa kistaarabu, mavazi pia hufanya kazi ya kuweka halijoto ya mwili wetu imara. Nguo tunazotumia kwa kawaida hurekebishwa kulingana na halijoto ya hewa. Wakati halijoto ya hewa iko chini vya kutosha, nguo tunazotumia huwa nene. Blanketi nene au nguo (jaketi n.k.) hufanya hewa isiweze kusonga. Hewa imenaswa kati ya ngozi na koti au blanketi. Kwa sababu kuna tofauti ya halijoto kati ya mwili wetu na hewa iliyonaswa, joto huhama kutoka mwilini hadi hewani. Kuongezwa kwa joto kutoka mwilini husababisha halijoto ya hewa iliyonaswa kuongezeka (hewa inakuwa joto zaidi). Thamani ya upitishaji joto wa hewa ni ndogo. Kwa hivyo, joto haliwezi kutoka mwilini. Halijoto ya mwili wetu pia hudumishwa. Tusipotumia koti wakati hewa ni baridi vya kutosha, joto hutoka mwilini mwetu. Kadiri joto linavyotoka mwilini, mwili hupoteza nguvu nyingi!
