Johtuminen

Puu

Metalli

Energian johtumisessa lämpö siirtyy aineen rakenneosasten välisten vuorovaikutusten kautta.

Kiinteässä aineessa aineen rakenneosaset värähtelevät sitä enemmän mitä kuumempaa aine on.

Lämmön johtumisessa rakenneosasten värähtelyyn liittyvä terminen energia etenee aineessa  värähtelyn kautta.

Kuuma

Kylmä

Johtuminen

Johtuminen on kiinteissä aineissa  tärkeä energian siirtymismuoto!

Kaasuissa lämpöenergia ei siirry johtumalla, koska kaasumolekyylien keskinäiset vuorovaikutukset ovat vähäisiä.

Lämmönjohtokyky on jokaisella aineella erilainen.

  • Ihmisen lämpöenergia ei juuri johtuisi avaruudessa. Miksi?
  • Miksi pulpetin metallirunko tuntuu viileämmältä kuin puinen pöytäosa?
  • Miksi talot eristetään huokoisilla materiaaleilla? 

Kuljettuminen

Vesimolekyylien lämpöliike nopeutuu, joten samassa tilavuudessa on vähemmän vesimolekyyleja eli lämpimän veden tiheys pienenee.

 

Tämän takia lämmin vesi nousee ylöspäin.

Energian kuljettumisessa eli konvektiossa lämpöenergiaa siirtyy liikkuvan aineen mukana.

Veden lämmetessä vesimolekyylien lämpöliike nopeutuu ja veden sisäenergia kasvaa.

  • Mitä keskuslämmitysjärjestelmässä olevan kodin pattereissa kiertää?
  • Miten Golfvirta siirtää termistä energiaa?

 

Kuljettuminen

Säteily

Lämpösäteilyssä termistä energiaa siirtyy kappaleesta ympäristöön sähkömagneettisena säteilynä

Aineen rakenneosasten lämpöliike synnyttää sähkömagneettista säteilyä.

Energian siirtyminen säteilemällä ei vaadi väliainetta.

Kaikki kappaleet emittoivat ja absorboivat sähkömagneettista lämpösäteilyä.

Säteily

  • Miten voit aistia kappaleen lämpötilan?
  • Kumpi jäähtyy nopeammin, kuuma vai kylmä astia?

Esimerkki

Tarkastele energian siirtymistä saunassa ihmisen kehoon.

Kuljettuminen

Lämmin vesihöyry ja ilma kuljettavat lämpöenergiaa saunahuoneessa ihmisen kehoon.

Säteily

Kuuma kiuas säteilee lämpöenergiaa ihmisen keho vastaanottaa osan siitä.

Johtuminen

Lauteista lämpöenergia johtuu ihmisen kehoon.