Vedenie tepla
Vedenie tepla (alebo tepelná vodivosť) je pohyb tepla z jedného predmetu do druhého, ktorý má inú teplotu, keď sa vzájomne dotýkajú. Napríklad ruky si môžeme zohriať dotykom fľaše s horúcou vodou. Keď sa studené ruky dotknú fľaše s horúcou vodou, teplo prúdi z teplejšieho objektu (fľaše s horúcou vodou) do chladnejšieho (ruky). Ľudia vyrábajú veci s rôznou tepelnou vodivosťou, napríklad kuchynský riad na ohrievanie vecí alebo izolované nádoby na udržanie horúcich vecí horúcimi alebo studených vecí studenými.
Ďalšie spôsoby prenosu tepla sú tepelné vyžarovanie a/alebo konvekcia. Zvyčajne prebieha viacero z týchto procesov súčasne.
Dotykom fľaše s horúcou vodou získavame teplo vedením.
Mikroskopické vysvetlenie
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
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.
Lineárny tok tepla
Súvisiace stránky
- Prenos tepla
- Konvekcia
- Tepelné žiarenie
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to vedenie tepla?
Odpoveď: Vedenie tepla je prenos tepla medzi dvoma predmetmi s rôznou teplotou, keď sa navzájom dotýkajú.
Otázka: Môže dochádzať k vedeniu tepla medzi objektmi s rovnakou teplotou?
Odpoveď: Nie, k vedeniu tepla dochádza len medzi objektmi, ktoré majú rôzne teploty.
Otázka: Čo je príkladom vedenia tepla?
Odpoveď: Príkladom vedenia tepla je ohrievanie rúk dotykom fľaše s horúcou vodou. Keď sa chladnejšie ruky dotknú horúcejšej fľaše s vodou, teplo prúdi z horúceho predmetu do chladnejšieho.
Otázka: Ktoré materiály majú rôznu tepelnú vodivosť?
Odpoveď: Kuchynský riad môže byť vyrobený z materiálov s rôznou tepelnou vodivosťou, rovnako ako izolované nádoby na horúce alebo studené predmety.
Otázka: Existujú aj iné spôsoby prenosu tepla okrem vedenia?
Odpoveď: Áno, teplo sa môže prenášať aj sálaním a konvekciou.
Otázka: Prebiehajú všetky procesy prenosu tepla oddelene?
Odpoveď: Nie, zvyčajne prebieha viacero z týchto procesov prenosu tepla (vedenie, sálanie a konvekcia) súčasne.
Otázka: Môže prenos tepla prebiehať vo vákuu?
Odpoveď: Áno, k prenosu tepla sálaním môže dochádzať vo vákuu. Takto sa teplo zo Slnka dostáva na Zem.
