L'energia termica viaggia da un luogo all'altro durante la trasmissione del calore. Tutta la materia trasferisce calore perché gli atomi e le molecole hanno per natura energia dinamica e termica. Il trasferimento di calore è il flusso di calore risultante da una differenza di temperatura tra un sistema e l'ambiente circostante. La temperatura e il movimento del calore sono i principi base del trasferimento di calore. Esistono tre diversi tipi di trasferimento di calore a seconda del tipo di mezzo utilizzato per convogliare il calore, ovvero: conduzione, convezione e radiazione. La conduzione è la trasmissione diretta dell'energia termica, la convezione è lo spostamento del calore provocato dal movimento stesso della materia, mentre l'irraggiamento è il trasferimento di energia mediante onde elettromagnetiche.

Cos'è la conduzione?

Negli oggetti solidi esiste una forma di trasmissione del calore chiamata conduzione. Può essere spiegato come un processo in cui il calore viene trasferito direttamente da una molecola all'altra; le molecole non si muovono intrinsecamente, semplicemente vibrano più o meno rapidamente l'una contro l'altra. La conduzione è un processo più lungo della convezione o della radiazione perché necessita che le molecole entrino in contatto tra loro. Gli atomi e le molecole ad alta densità energetica si scontrano con altre particelle più frequentemente e hanno più energia dinamica. Sono caldi. Una piccola quantità di energia viene trasmessa durante la collisione di sostanze calde e fredde e quindi la conduzione viene eliminata.

Esempi

• Scaldare una padella sul fuoco.
• Quando stiri i vestiti, la fibra riceve calore dal ferro.
• L'acqua viene riscaldata inserendola con un ferro caldo.
• Entrare in contatto con una tazzina di caffè fumante.
• Il tuo palmo viene raffreddato dal ghiaccio.

Cos'è la convezione?

La convezione è il trasferimento di calore da un luogo a un altro reso possibile dal flusso di fluidi o liquidi, e avviene sia nei liquidi che nei gas. Il fluido si espande e perde densità quando viene riscaldato. Muovendosi verso l'alto, il fluido riscaldato spinge verso il basso verso la fonte di calore, separando il fluido freddo che si trovava sopra. Il fluido si sposterà costantemente da una regione ad alto calore a una a basso calore mentre il fluido freddo si riscalda e sale verso l'alto.

Esempi

• Utilizzo di un bruciatore per riscaldare l'acqua.
• Brezza di terra e di mare
• A differenza di un forno che utilizza solo componenti riscaldanti o una fiamma a gas, un forno a convezione fa circolare l'aria calda cuocendo in modo più uniforme.
• L'aria calda sale, si raffredda e si abbassa.
• Scioglimento dei ghiacci.

Cos'è la radiazione?

Sia la convezione che la conduzione richiedono un mezzo di trasporto per trasmettere il calore. In confronto, l’irraggiamento è una forma di trasferimento di calore in cui non viene stabilito alcun contatto fisico tra le due cose. La radiazione è il nome dato al processo di trasmissione del calore in cui non è necessario un mezzo di trasporto. Poiché il calore non passa attraverso le molecole, allude al movimento del calore in onde. Il calore può essere trasferito tra gli oggetti senza che questi entrino in stretto contatto. Questo metodo di spostamento del calore coinvolge la radiazione elettromagnetica.

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Esempi

• Il calore viene irradiato in un'area dai caminetti.
• La tua pelle viene riscaldata dalle radiazioni solari.
• il comfort che provi vicino ad un falò o ad un fornello.
• La luce prodotta da una lampadina a incandescenza.
• L'energia termica degli alimenti viene aumentata dalla radiazione a microonde prodotta da un fornello a microonde.

Differenza tra conduzione, convezione e radiazione