Co to jest przewodzenie ciepła?

Przewodnictwo cieplne to przeniesienie energii wewnętrznej (mikroskopijnej energii kinetycznej i potencjalnej) z obszaru o wyższej temperaturze na jedną z niższych temperatur przez oddziaływanie cząstek, takich jak atomy, cząsteczki, jony lub elektrony w przestrzeni pośredniej. Przewodzenie może odbywać się tylko w obrębie obiektu lub materiału lub między dwoma obiektami, które są ze sobą w bezpośrednim lub pośrednim kontakcie.

Istnieją cztery czynniki, które wpływają na szybkość przewodzenia ciepła: różnica temperatur, długość, powierzchnia przekroju i materiał.

Przewodności różnią się w zależności od rodzaju materiału. Największy w przypadku metalicznych ciał stałych, niższy w przypadku niemetalicznych ciał stałych, bardzo niski w przypadku cieczy i wyjątkowo niski w przypadku gazów. Przewodnictwo jest większe w ciałach stałych ze względu na zamkniętą i stałą przestrzeń między atomami. Pomaga to przenosić energię między nimi poprzez wibracje. Najlepsze zwykłe przewodniki metaliczne to srebro, miedź, złoto, aluminium, beryl i wolfram. Płyny są mniej przewodzące ze względu na dużą odległość między atomami, co prowadzi do mniejszej liczby kolizji między atomami.

Przewodność gazów wzrasta wraz z temperaturą. Wynika to z rosnącego ciśnienia od próżni aż do krytycznego punktu, w którym można oczekiwać, że cząsteczki gazu zderzają się ze sobą, zanim przeniosą ciepło z jednej powierzchni na drugą. Po tym punkcie przewodnictwo wzrasta tylko nieznacznie wraz ze wzrostem ciśnienia i gęstości.