열전도란?
열전도는 물체 내부 또는 접촉하는 다른 물체로 물체의 내부 에너지를 전달하는 것으로, 간단히 전도라고도 합니다. 내부 에너지란 물체를 구성하는 미립자(원자 및 전자)의 운동 에너지와 위치 에너지의 합을 말하며, 이러한 입자의 불규칙한 열 요동 정도를 나타냅니다. 에너지는 위치를 변경하지 않고 이러한 입자 간의 충돌에 의해 한 위치에서 다른 위치로 전달됩니다. 전도는 온도 차이로 인해 발생합니다. 전도는 기체, 액체 및 고체에서 발생할 수 있지만 종종 기체 또는 액체에서 대류와 함께 발생합니다. 대류가 없을 때 전도는 기체와 액체에서 분자의 충돌과 느린 확산, 고체에서 원자의 진동과 자유 전자의 충돌에 의해 발생합니다. 기체에서는 분자가 너무 멀리 떨어져 있어 액체나 고체에서보다 충돌이 덜 자주(약 10-10초마다) 발생하기 때문에 전도가 발생할 가능성이 적습니다. 따라서 가스는 좋은 절연체라고 할 수 있습니다. 고체는 인접한 원자가 계속 함께 진동하고 전자가 훨씬 더 자주(약 10-14초마다) 충돌하기 때문에 잘 전도됩니다. 일반적으로 열전도율은 온도에 따라 변합니다. 물체의 크기와 모양에 따른 변화를 열전도율이라고 합니다.
열 전도성
재질 열전도율(103 W/m·K), 다이아몬드 1000, 은 420, 구리 400, 철 72, 스테인리스 14, 얼음 1.7, 콘크리트 0.8, 판유리 0.75, 근육 0.46, 지방 0.21, 나무 0.2, 가죽 0.04, 공기 0.026 말. 일반적으로 금속은 열을 잘 전달하는 전도체입니다. 좋은 전기 전도체는 전자가 쉽게 이동할 수 있기 때문에 좋은 열 전도체입니다. 예를 들어 냄비나 프라이팬을 생각하면 편할 것이다. 생물학적 조직은 고체보다 분자 결합이 느슨하여 열전도율이 낮습니다. 특히 지방은 근육보다 열전도율이 낮아 추운 곳에 사는 포유류는 지방층이 두껍다.
열전달
열 전달은 두 물체 사이의 열 에너지 전달입니다. 열은 항상 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하고 에너지는 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동합니다. 두 물체의 온도가 같으면 더 이상 열이 전달되지 않습니다. 이 상태를 평형이라고 합니다. 열 전달의 주요 경로는 전도, 대류 및 복사입니다. 뜨거운 국물에 담긴 숟가락의 손잡이는 전도에 의해 온도가 올라간다. 스토브에서 담배를 피우면 스토브 주변의 공기가 가열되어 위로 올라갑니다. 가열된 공기가 이동함에 따라 전체 방이 대류에 의해 따뜻해집니다. 태양 광선에 노출된 장소에 있을 때 따뜻함을 느끼는 이유는 복사 에너지가 태양으로부터 전달되기 때문입니다. 전도는 물체를 구성하는 원자 또는 전자의 충돌에 의해 에너지가 확산되는 과정입니다. 온도가 다른 두 물체가 접촉하거나 한 물체 내에서 온도차가 있을 때 온도가 높은 물체에서 온도가 낮은 물체로 전도가 일어날 수 있습니다. 대류는 움직일 때 높은 에너지를 가진 물질에 의해 에너지가 전달되는 과정입니다. 대류는 기체 또는 액체에서 발생할 수 있습니다. 고온 기체 또는 액체는 분자 운동이 높고 밀도가 낮습니다. 저밀도 기체나 액체가 상승하면 에너지가 위쪽으로 전달됩니다. 복사란 열에너지를 가진 물체가 전자파를 방출하여 공간적으로 멀리 떨어진 곳으로 에너지를 전달하는 과정이다. 일반적으로 온도가 높은 물체는 단파장 전자파를 방출하고 온도가 낮은 물체는 장파장 전자파를 방출합니다. 표면 온도가 6000K인 태양은 자외선, 가시광선 및 적외선을 방출합니다. 적외선은 주로 일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 수백 도의 온도를 가진 물체에서 방출됩니다. 눈으로 볼 수는 없지만 우리의 피부는 적외선을 감지하여 따뜻함을 느낍니다. 열 전달을 방지하려면 세 가지 전달 모드를 모두 줄여야 합니다. 대표적인 예가 보온병입니다. 보온병은 벽을 따라 전도를 줄이기 위한 얇은 벽과 대류를 줄이기 위한 이중벽 및 그 사이의 진공을 가지고 있습니다. 이중벽 사이의 방사선을 줄이기 위해 벽을 금속으로 코팅하십시오.