Vedenie tepla

Podľa atómovej teórie sa pevné látky, kvapaliny a plyny skladajú z malých častíc nazývaných "atómy". Teplota materiálu meria, ako rýchlo sa atómy pohybujú, a teplo meria celkové množstvo energie spôsobené kmitaním atómov.

K vedeniu môže dôjsť, keď sa jedna časť materiálu zahrieva. Atómy v tejto časti vibrujú rýchlejšie a je pravdepodobnejšie, že narazia do svojich susedov. Zrážky spôsobujú, že aj tieto atómy sa pohybujú rýchlejšie a odovzdávajú im tepelnú energiu. Týmto spôsobom sa energia šíri pevnou látkou (podobne ako sa energia šíri po súprave padajúcich kociek domina).

Atómový obraz tiež pomáha vysvetliť, prečo je vedenie v pevných látkach dôležitejšie: v pevných látkach sú atómy blízko pri sebe a nemôžu sa pohybovať. V kvapalinách a plynoch sa častice môžu pohybovať okolo seba, takže zrážky sú menej časté.

Zákon vedenia tepla, známy aj ako Fourierov zákon, znamená, že rýchlosť prechodu tepla materiálom v čase je úmerná zápornému gradientu teploty a ploche kolmej na tento gradient, ktorou teplo prúdi:

∂ Q ∂ t = - k ∮ S ∇ T ⋅ d S {\displaystyle {\frac {\partial Q}{\partial t}}=-k\oint _{S}{\nabla T\cdot \,dS}}

kde:

Q je množstvo odovzdaného tepla a

t je potrebný čas a

k je tepelná vodivosť materiálu' a

S je plocha, ktorou teplo prúdi, a

T je teplota.

Tepelná vodivosť sa zvyčajne mení v závislosti od teploty, ale v prípade niektorých bežných materiálov môže byť táto zmena v značnom rozsahu teplôt malá.

• Prenos tepla
• Konvekcia
• Tepelné žiarenie