Šilumos laidumas
Šilumos laidumas (arba šilumos laidumas) - tai šilumos judėjimas iš vieno objekto į kitą, kurio temperatūra skiriasi, kai jie liečiasi vienas prie kito. Pavyzdžiui, galime sušildyti rankas liesdami karšto vandens butelius. Kai šaltos rankos paliečia karšto vandens butelį, šiluma iš karštesnio objekto (karšto vandens butelio) teka į šaltesnį (ranką). Žmonės gamina skirtingo šilumos laidumo daiktus, pavyzdžiui, indus, skirtus šildyti daiktus, arba izoliuotus indus, kad karšti daiktai būtų karšti, o šalti - šalti.
Kiti šilumos perdavimo būdai yra šiluminis spinduliavimas ir (arba) konvekcija. Paprastai vienu metu vyksta daugiau nei vienas iš šių procesų.
Palietę karšto vandens butelį, šilumą gauname laidumo būdu.
Mikroskopinis paaiškinimas
Pagal atomo teoriją kieti kūnai, skysčiai ir dujos yra sudaryti iš mažų dalelių, vadinamų "atomais". Medžiagos temperatūra parodo, kaip greitai juda atomai, o šiluma - bendrą energijos kiekį, susidarantį dėl atomų virpesių.
Laidumas gali pasireikšti, kai viena medžiagos dalis yra įkaitinama. Šios dalies atomai vibruoja greičiau ir dažniau atsitrenkia į savo kaimynus. Dėl susidūrimų šie atomai taip pat juda greičiau, perduodami jiems šilumos energiją. Taip energija sklinda per kietąją medžiagą (panašiai kaip energija sklinda per krentančius domino kaladėles).
Atominis vaizdas taip pat padeda paaiškinti, kodėl laidumas yra svarbesnis kietuosiuose kūnuose: kietuosiuose kūnuose atomai yra arti vienas kito ir negali judėti. Skysčiuose ir dujose dalelės gali judėti viena pro kitą, todėl susidūrimų būna rečiau.
Šilumos laidumo dėsnis
Šilumos laidumo dėsnis, dar vadinamas Furjė dėsniu, reiškia, kad šilumos perdavimo per medžiagą greitis laike yra proporcingas neigiamam temperatūros gradientui ir plotui, per kurį teka šiluma, stačiu kampu šiam gradientui:
∂ Q ∂ t = - k ∮ S ∇ T ⋅ d S {\displaystyle {\frac {\dalinis Q}{\dalinis t}}=-k\oint _{S}{\nabla T\cdot \,dS}} 
kur:
Q yra perduotos šilumos kiekis, o
t - laikas, per kurį užtrunka, ir
k - medžiagos šilumos laidumas' ir
S - plotas, per kurį teka šiluma, ir
T yra temperatūra.
Šilumos laidumas paprastai kinta priklausomai nuo temperatūros, tačiau kai kurių įprastų medžiagų atveju šis pokytis gali būti nedidelis, o kai kurių medžiagų temperatūrų diapazonas gali būti labai įvairus.
Linijinis šilumos srautas
Susiję puslapiai
- Šilumos perdavimas
- Konvekcija
- Šiluminė spinduliuotė
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra šilumos laidumas?
Atsakymas: Šilumos laidumas - tai šilumos perdavimas tarp dviejų skirtingos temperatūros objektų, kai jie liečiasi vienas su kitu.
K: Ar šilumos laidumas gali vykti tarp tos pačios temperatūros objektų?
Atsakymas: Ne, šilumos laidumas vyksta tik tarp skirtingos temperatūros objektų.
K: Koks yra šilumos laidumo pavyzdys?
Atsakymas: Šilumos laidumo pavyzdys yra rankų šildymas liečiant karšto vandens butelį. Šaltesnėms rankoms prisilietus prie karštesnio vandens butelio, šiluma teka iš karštesnio objekto į šaltesnį.
K: Kokios medžiagos skiriasi šilumos laidumu?
A: Iš skirtingo šilumos laidumo medžiagų gali būti pagaminti indai, taip pat izoliuoti indai karštiems ar šaltiems daiktams laikyti.
K: Ar yra kitų šilumos perdavimo būdų, išskyrus laidumą?
A: Taip, šiluma taip pat gali būti perduodama spinduliavimo ir konvekcijos būdu.
K: Ar visi šilumos perdavimo procesai vyksta atskirai?
A: Ne, paprastai vienu metu vyksta daugiau nei vienas iš šių šilumos perdavimo procesų (laidumas, spinduliavimas ir konvekcija).
K: Ar gali šilumos perdavimas vykti vakuume?
A: Taip, šilumos perdavimas spinduliavimo būdu gali vykti vakuume. Taip Saulės šiluma pasiekia Žemę.
