Il calore è energia e a livello molecolare è legato alle masse e alle velocità con cui le particelle della materia (elettroni, nuclei atomici, atomi, molecole) si “scontrano” tra loro.
Conduzione: il calore è trasferito dall’energia che passa da una particella ad alta energia ai suoi vicini circostanti attraverso lo scontro, in modo simile alle collisioni delle palle da biliardo.
In un solido, dove le particelle sono bloccate, incapaci di muoversi liberamente nel materiale, questo è il modo in cui il calore viene trasferito.
Convezione: il calore viene trasferito dal movimento delle particelle più calde (ad alta energia) lontano dalla fonte di calore, portando il calore che hanno guadagnato con loro.
Questo può avvenire solo nei fluidi (liquidi e gas) dove le particelle sono libere di muoversi nello spazio. Il fluido più caldo è meno denso, quindi salirà grazie alla sua maggiore galleggiabilità e il fluido più freddo prenderà il suo posto, per essere riscaldato a sua volta.
In un ambiente chiuso le correnti di convezione circolano nello spazio distribuendo le particelle riscaldate e quindi trasferendo il calore.
Radiazione: l’energia termica radiante viene trasferita sotto forma di radiazione elettromagnetica. Gli oggetti caldi emettono radiazioni infrarosse dalla loro superficie, che poi riscaldano qualsiasi materia che le assorbe.
Il calore radiante passa attraverso materiale trasparente agli infrarossi (per esempio l’aria) e riscalda gli oggetti assorbenti agli infrarossi che colpisce. Le superfici nere tendono a emettere e assorbire meglio la radiazione infrarossa.
Il calore del sole viaggia verso la Terra come energia radiante (la conduzione e la convezione non sono possibili nel vuoto).
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