Kekonduksian ialah keupayaan badan atau bahan untuk menghantar haba. Dengan berbuat demikian, ia bergerak melalui objek pepejal atau dari satu objek ke objek lain, kerana kedua-duanya bersentuhan antara satu sama lain. Ini adalah satu-satunya cara untuk haba melepasi seluruh badan. Persoalannya timbul: "Bagaimana udara dan bahan lain mengalirkan haba?" Ketahui dalam artikel!
Kekonduksian terma
Keupayaan untuk memindahkan haba dalam objek dipanggil kekonduksian terma. Sifat ini dilambangkan dengan huruf k, dan diukur dalam W / (m × K). Nilai kekonduksian terma berbeza untuk bahan yang berbeza. Jadi, emas, perak dan tembaga mempunyai kekonduksian terma yang tinggi. Dengan cara ini, bahan-bahan ini juga merupakan pengalir elektrik yang baik. Bagaimanakah udara mengalirkan haba? Jawapannya pendek: ia adalah konduktor yang lemah. Kekonduksian emas, perak dan tembaga yang tinggi adalah disebabkan oleh fakta bahawa elektron yang bertanggungjawab untuk pemindahan cas juga mengambil bahagian dalam pemindahan tenaga haba.
Tetapi bahan seperti kaca dan bulu mineral mempunyai kekonduksian terma yang rendah. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa mereka mempunyai sangat sedikit elektron "bebas" untuk pemindahan tenaga haba di dalam pepejal. Bahan jenis ini dipanggil penebat. Kadar pemindahan haba (iaitu, kadar pergerakan tenaga haba) secara langsung bergantung kepada kekonduksian terma, perbezaan suhu dan kawasan sentuhan dan bahan yang dimiliki oleh badan. Atas sebab yang sama, tidak boleh dikatakan bahawa udara mengalirkan haba dengan baik.
Jika bahan tersebut merupakan konduktor haba yang baik, maka ia cepat bergerak melalui badan. Logam digunakan secara meluas untuk tujuan pemindahan haba kerana ia mempunyai sifat yang membolehkan haba diedarkan sambil menahan suhu melampau yang berkaitan dengan pemanasan.
Ia adalah elektron yang bertanggungjawab untuk pemindahan tenaga haba, serta cas elektrik. Oleh itu, logam adalah konduktor haba dan elektrik yang baik! Di sinilah letaknya jawapan kepada soalan: “Mengapa udara merupakan konduktor haba yang lemah?”
Walau bagaimanapun, jangan mengelirukan kekonduksian elektrik (yang berkaitan dengan cas elektron) apabila anda maksudkan kekonduksian terma (yang berkaitan dengan pemindahan tenaga elektron).
Kami buktikan melalui pengalaman
Cuba pegang satu hujung batang logam di atas api - selepas beberapa minit ia akan menjadi panas.
Sekarang pegang hujung batang kayu dalam api dan hujungnya akan menjadi sangat panas sehingga akhirnya akan terbakar. Walau bagaimanapun, hujung kayu untuk yanganda tunggu, kekal tenang.
Haba tidak merebak ke seluruh isipadu badan kerana komposisinya: strukturnya menyukarkan elektron untuk memindahkan haba melalui bahan.
Oleh itu, pengalaman harian menunjukkan bahawa kayu bukanlah konduktor haba yang baik. Jika anda pernah melihat bahagian kayu di bawah mikroskop, anda mungkin perasan struktur kayu: ia terdiri daripada sel individu yang bertindak sebagai penebat kerana ia tidak saling berkaitan. Sel-sel bertaburan seperti batu dalam aliran. Haba bergerak jauh lebih perlahan melalui bahan sedemikian berbanding logam, di mana atom-atom diikat bersama dalam "kekisi" tiga dimensi.
Udara ialah konduktor haba yang lemah. Pengalaman kehidupan seharian menunjukkan: ingat struktur tingkap. Mereka sentiasa terdiri daripada sekurang-kurangnya dua gelas, di antaranya terdapat "kusyen" udara. Lapisan ini membantu mengekalkan haba di dalam bilik tanpa membiarkannya keluar.
Jadi, jika tenaga haba digunakan terus pada satu bahagian objek pepejal, elektron dalam objek menjadi teruja. Ini mengakibatkan getaran kekisi atom yang bergerak melalui objek, meningkatkan suhu semasa ia berlalu. Semakin rapat pautan dalam pepejal, semakin cepat pemindahan haba.
Cecair ialah pengalir haba yang lemah
Jika anda memasang kiub ais di bahagian bawah tabung uji air (anda perlu menggunakan pemberat untuk melakukan ini, jika tidak ia akan terapung di permukaan, jadiseperti ais mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada air) dan kemudian panaskan air di bahagian atas tiub, anda akan dapati air akan mendidih di bahagian atas tiub dan kiub ais akan kekal beku.
Ini disebabkan oleh fakta bahawa air adalah konduktor haba yang lemah. Kebanyakan haba akan bergerak dalam arus perolakan di dalam air di bahagian atas tiub, hanya sebahagian kecil daripadanya akan tenggelam ke kiub ais.
Bagaimanakah udara mengalirkan haba?
Udara ialah koleksi gas. Walaupun ia sangat baik untuk perolakan, jumlah haba yang boleh dipindahkan adalah minimum kerana jisim jirim yang kecil tidak dapat menyimpan banyak haba - itulah sebabnya ia tidak dianggap sebagai pengalir yang baik. Sifat penebat udara digunakan oleh manusia dalam kehidupan seharian. Jadi, ia digunakan untuk menebat penyejuk di dinding bangunan. Malah kerja termos adalah berdasarkan fakta bahawa udara tidak mengalirkan haba dengan baik. Terdapat banyak contoh!
Jadi apakah yang menyebabkan fenomena ini? Oleh kerana udara tidak tumpat, terdapat sejumlah jisim yang tersedia untuk memindahkan tenaga haba melalui pengaliran. Oleh itu, ia adalah konduktor yang lemah, tetapi penebat yang sangat baik. Namun begitu, jawapan kepada soalan: "Adakah udara mengalirkan haba?" - tidak begitu jelas. Jadi, pertimbangkan fenomena berikut.
Radiasi ialah pemindahan tenaga melalui gelombang atau zarah teruja. Udara mencipta jurang haba yang tidak membenarkan tenaga haba mengatasinya. Haba mesti dipancarkan dari permukaan kezarah udara, maka ia harus dipancarkan dari udara ke permukaan bertentangan. Haba bergerak sangat perlahan antara tiga bahan dan kebanyakan tenaga haba yang dipindahkan diserap di udara.
Konveksi ialah pergerakan haba melalui cecair atau gas akibat penurunan ketumpatan akibat penyerapan haba. Dalam kes ini, sifat udara menjadi sangat berguna. Ia juga bergerak ke atas dengan memindahkan haba dari bekas atau ruang terlindung. Oleh itu, perolakan digunakan untuk mengeluarkan haba dan boleh digunakan untuk menyejukkan permukaan. Pengagihan haba melalui perolakan dalam udara agak tidak cekap, namun ia digunakan untuk banyak tujuan penyejukan. Ya, udara ialah konduktor haba yang lemah.
Contoh Penebat
Penebat digunakan untuk pelbagai tujuan. Sebahagian daripada ini termasuk menyejukkan minuman dan makanan, mewujudkan ruang udara di dinding, dan memasukkan poket udara ke dalam peralatan dapur. Ciri-ciri cara udara mengalirkan haba juga digunakan pada buih penebat.
Kesimpulan
Kekonduksian ialah laluan haba melalui jasad pepejal. Ia berbeza daripada fenomena perolakan kerana tiada pergerakan jirim berlaku dalam proses tersebut. Sekarang kita tahu sama ada udara mengalirkan haba dengan baik dan mengapa.
