1。熱と温度の基本
* 熱: 熱は、2つのオブジェクトまたは領域の間に温度に違いがある場合に発生するエネルギー移動の一種です。より熱いオブジェクトからクーラーオブジェクトに流れます。
* 温度: 温度は、物質内の粒子の平均運動エネルギーの尺度です。温度が高いほど、粒子は速く動いています。
2。伝導:直接接触による熱伝達
伝導とは、粒子間の直接接触による熱の移動です。これは、粒子が常に動いており、隣人と衝突しているために起こります。
3。詳細なプロセス
* ホットオブジェクト: 熱いオブジェクトでは、粒子は平均運動エネルギーが高く、つまり、より速く動いています。彼らはより活発に振動し、衝突します。
* 衝突とエネルギー伝達: 熱いオブジェクトからの急速に動く粒子が、より低いオブジェクトからの動きの遅い粒子と衝突すると、その運動エネルギーの一部を伝達します。このエネルギー伝達により、より遅い粒子の運動エネルギーが増加し、より速く移動します。
* 連鎖反応: このプロセスは、加熱された粒子が隣人と衝突し、より多くのエネルギーを渡すにつれて続きます。これにより、エネルギー移動の連鎖反応が生じ、涼しいオブジェクトの温度が徐々に上昇します。
4。伝導に影響する要因
伝導による熱伝達速度は、いくつかの要因の影響を受けます。
* 温度差: オブジェクト間の温度差が大きいほど、熱伝達が速くなります。
* 材料: 材料が異なると、熱を実行する能力が異なります。しっかりと詰め込まれた粒子と強い結合(金属など)を備えた材料は非常によく熱を行います。ゆるく詰め込まれた粒子とより弱い結合(空気など)を備えた材料は、導体が不十分です。
* 表面積: 接触中のより大きな表面積により、より多くの衝突とより速い熱伝達が可能になります。
* 厚さ: 厚い材料には、熱がそれを通過するのにもっと時間が必要です。
例:
熱いお茶に金属スプーンを置くことを想像してみてください。お茶の温水分子は急速に動いています。彼らはスプーン分子と衝突し、エネルギーを伝達します。 これにより、スプーン分子はより速く移動し、スプーンの温度が茶との熱平衡に達するまで上昇します。
本質的に、伝導による熱伝達は本質的に分子ビリヤードのゲームです。より熱いオブジェクトからのより速い移動する粒子は、より低いオブジェクトから動きの遅い粒子にぶつかり、エネルギーを伝達し、冷たいオブジェクトを加熱します。