분자 수준에서의 열 전달 :진동 및 충돌 이야기
두 개의 물체가 뜨겁고 차가운 하나가 닿았다고 상상해보십시오. 미세한 수준에서 열 전달이 어떻게 전개되는지는 다음과 같습니다.
1. 내부 에너지 및 진동 :
* 뜨거운 물체 : 뜨거운 물체의 분자는 활발한 움직임의 상태에 있습니다. 그들은 더 빠른 속도로 진동, 회전 및 번역으로, 더 많은 운동 에너지 를 보유합니다. .
* 추운 물체 : 차가운 물체의 분자는 운동 에너지가 적고 더 천천히 움직입니다.
2. 인터페이스에서의 충돌 :
* 두 객체가 터치하면 인터페이스의 분자가 충돌합니다. 이러한 충돌은 완벽하게 탄력적이지 않으므로 일부 에너지는 더 뜨거운 분자에서 더 차가운 분자로 전달됩니다.
* 더운 분자는 충돌하는 동안 일부 운동 에너지를 냉각기로 전달합니다. 이 에너지 전달은 우리가 열 로 인식하는 것입니다 .
3. 운동 및 온도 상승 증가 :
* 충돌로부터 에너지를받은 냉각기 분자는 진동을 시작하고 더 빨리 움직입니다. 평균 운동 에너지가 증가하여 온도 의 증가로 해석됩니다. 차가운 물체의.
반대로, 뜨거운 물체는 분자가 느려짐에 따라 약간의 에너지를 잃고 냉각됩니다.
4. 전도, 대류 및 방사선 :
열 전달 모드 (전도, 대류 또는 방사선)는 물체의 특성과 그들 사이의 매체에 따라 다릅니다.
* 전도 : 에너지가 한 분자에서 다음 분자로 전달되는 직접 접촉을 통한 열 전달. 이것은 고체에서 두드러집니다.
* 대류 : 유체 (액체 또는 가스)의 움직임을 통한 열 전달. 따뜻하고 덜 밀도가 낮은 유체가 상승하는 반면 더 시원하고 밀도가 높은 유체는 싱크대가되어 순환 패턴을 만듭니다.
* 방사선 : 전자기파를 통한 열 전달. 이 방법에는 매체가 필요하지 않으며 태양이 지구를 따뜻하게하는 방법입니다.
본질적으로, 열 전달은 분자 충돌의 현미경 춤이며, 여기서 에너지는 더 빠른 움직이는 분자에서 느린 분자로 전달됩니다. 이 에너지 전달은 온도의 변화로 이어져 궁극적으로 두 물체를 열 평형으로 가져옵니다.
이 과정은 두 물체가 같은 온도에 도달 할 때까지 계속되며,이 시점에서 분자의 평균 운동 에너지는 동일하게됩니다. 그런 다음 그들 사이의 순 에너지 전달이 중단됩니다.
