Science >> Wetenschap >  >> Energie

Wordt warmte in een vaste stof op?

Warmte "stijgt" niet precies in een vaste stof zoals het in een vloeistof zoals lucht of water. Dit is waarom:

* geleiding: Warmteoverdracht in vaste stoffen vindt voornamelijk plaats door geleiding. Dit betekent dat warmte -energie wordt doorgegeven van het ene molecuul naar het volgende door trillingen. De heter moleculen trillen meer intens en brengen deze energie over naar hun koelere buren. Dit proces gebeurt in alle richtingen, niet alleen omhoog.

* Geen convectie: Vaste stoffen missen het vermogen om te stromen, in tegenstelling tot vloeistoffen. Convectie, het proces van warmteoverdracht door de beweging van vloeistoffen komt niet voor in vaste stoffen.

Denk er op deze manier aan: Stel je voor dat een metalen staaf aan één uiteinde wordt verwarmd. De hitte zal zich verspreiden over de hele staaf, inclusief tegen het koudere uiteinde, niet alleen omhoog.

Er zijn echter enkele uitzonderingen:

* Thermische uitbreiding: Wanneer een vaste stof wordt verwarmd, breidt deze uit. Deze uitbreiding kan ertoe leiden dat warmere delen van de vaste stof stijgen ten opzichte van koelere delen. Dit is echter meer een gevolg van volumeverandering dan een echte "stijgende" warmte.

* zwaartekracht: Als een vaste stof groot genoeg is en ongelijktijdig verwarmd, kunnen de warmere porties enigszins stijgen als gevolg van de zwaartekracht. Maar dit effect is meestal te verwaarlozen in vergelijking met de warmteoverdracht door geleiding.

Samenvattend: Warmteoverdracht in vaste stoffen is voornamelijk door geleiding en het verspreidt zich in alle richtingen, niet alleen omhoog. Hoewel thermische expansie en zwaartekracht kleine rollen kunnen spelen, is het primaire mechanisme geen stijging van warmte zoals bij vloeistoffen.