Hővezetés
A hővezetés (vagy hővezetés) a hő mozgása egyik tárgyból egy másik, eltérő hőmérsékletű tárgyba, amikor a tárgyak érintkeznek egymással. Például a kezünket felmelegíthetjük, ha forró vizes palackokat érintünk. Amikor a hideg kezünk hozzáér a forró vizes palackhoz, a hő a melegebb tárgyból (forró vizes palack) a hidegebbbe (kéz) áramlik. Az emberek különböző hővezető képességű dolgokat készítenek, például főzőedényeket, hogy melegítsenek dolgokat, vagy szigetelt edényeket, hogy a forró dolgokat melegen, a hideg dolgokat hidegen tartsák.
A hőátadás egyéb módjai a hősugárzás és/vagy a konvekció. Általában egynél több ilyen folyamat zajlik egyszerre.
Ha megérintünk egy forró vizes palackot, akkor vezetés útján kapunk hőt.
Mikroszkópos magyarázat
Az atomelmélet szerint a szilárd anyagok, folyadékok és gázok apró részecskékből, úgynevezett "atomokból" állnak. Az anyag hőmérséklete azt méri, hogy az atomok milyen gyorsan mozognak, a hő pedig az atomok rezgéséből származó teljes energiamennyiséget.
A vezetés akkor következhet be, ha egy anyag egy részét felmelegítik. Ennek a résznek az atomjai gyorsabban rezegnek, és nagyobb valószínűséggel ütköznek szomszédjaikkal. Az ütközések hatására ezek az atomok is gyorsabban mozognak, és a hőenergiát átadják nekik. Ily módon az energia végigvándorol a szilárd anyagon (hasonlóan ahhoz, ahogyan az energia átmegy egy bukdácsoló dominókészleten).
Az atomi kép azt is megmagyarázza, hogy a vezetés miért fontosabb a szilárd testekben: a szilárd testekben az atomok közel vannak egymáshoz, és nem tudnak mozogni. A folyadékokban és gázokban a részecskék elmozdulhatnak egymás mellett, így az ütközések ritkábbak.
A hővezetés törvénye
A hővezetés törvénye, más néven Fourier-törvény azt jelenti, hogy az anyagon keresztül történő hőátadás időbeli sebessége arányos a hőmérséklet negatív gradiensével és a gradiensre merőlegesen elhelyezkedő területtel, amelyen keresztül a hő áramlik:
∂ Q ∂ t = - k ∮ S ∇ T ⋅ d S {\displaystyle {\frac {\partial Q}{\partial t}}=-k\oint _{S}{\nabla T\cdot \,dS}}} 
ahol:
Q az átadott hőmennyiség, és
t az eltelt idő, és
k az anyag hővezető képessége" és
S az a terület, amelyen keresztül a hő áramlik, és
T a hőmérséklet.
A hővezető képesség általában a hőmérséklet függvényében változik, de ez a változás néhány gyakori anyag esetében jelentős hőmérséklet-tartományban kis mértékű lehet.
Lineáris hőáramlás
Kapcsolódó oldalak
- Hőátvitel
- Konvekció
- Hősugárzás
Kérdések és válaszok
K: Mi az a hővezetés?
V: A hővezetés a hő átadása két különböző hőmérsékletű tárgy között, amikor azok egymással érintkeznek.
K: Előfordulhat-e hővezetés azonos hőmérsékletű tárgyak között?
V: Nem, a hővezetés csak különböző hőmérsékletű tárgyak között fordul elő.
K: Mi a példa a hővezetésre?
V: A hővezetésre példa a kezed felmelegítése egy forró vizes palack megérintésével. Amikor a hidegebb kezek érintkeznek a melegebb vizes palackkal, a hő a melegebb tárgyból a hidegebbbe áramlik.
K: Melyek a különböző hővezető képességű anyagok?
V: A főzőedények készülhetnek különböző hővezető képességű anyagokból, valamint a forró vagy hideg tárgyak szigetelt tárolóedényei.
K: A hővezetésen kívül vannak más módjai is a hőátadásnak?
V: Igen, a hő sugárzással és konvekcióval is átadható.
K: Minden hőátadási folyamat külön-külön történik?
V: Nem, általában a hőátadási folyamatok (vezetés, sugárzás és konvekció) közül egynél több történik egyszerre.
K: Történhet-e hőátadás vákuumban?
V: Igen, a sugárzás útján történő hőátadás vákuumban is megtörténhet. Így jut el a Nap hője a Földre.
