Föreställ dig två föremål, en het och en kall, som har tagits i kontakt. På mikroskopisk nivå, så här värmeöverföringen utvecklas:
1. Intern energi och vibrationer:
* hett objekt: Molekylerna inom det heta objektet är i ett tillstånd av kraftig rörelse. De vibrerar, roterar och översätter med högre hastigheter och har mer kinetisk energi .
* kallt objekt: Molekylerna i det kalla föremålet har mindre kinetisk energi och rör sig långsammare.
2. Kollisioner vid gränssnittet:
* När de två föremålen berör kolliderar deras molekyler vid gränssnittet. Dessa kollisioner är inte helt elastiska, vilket innebär att viss energi överförs från de varmare molekylerna till de kallare.
* De varmare molekylerna överför en del av deras kinetiska energi till de svalare under kollisioner. Denna energiöverföring är vad vi uppfattar som värme .
3. Ökad rörelse och temperaturökning:
* De svalare molekylerna, efter att ha fått energi från kollisionerna, börja vibrera och röra sig snabbare. Deras genomsnittliga kinetiska energi ökar, vilket innebär en ökning av temperaturen av det kalla objektet.
* Omvänt förlorar det heta objektet lite energi och svalnar när dess molekyler bromsar.
4. Ledning, konvektion och strålning:
Läget för värmeöverföring (ledning, konvektion eller strålning) beror på föremålens natur och mediet mellan dem:
* ledning: Värmeöverföring genom direktkontakt, där energin överförs från en molekyl till nästa genom kollisioner. Detta är framträdande i fasta ämnen.
* konvektion: Värmeöverföring genom rörelse av vätskor (vätskor eller gaser). Den varmare, mindre täta vätskan stiger, medan svalare, tätare vätska sjunker, vilket skapar ett cirkulationsmönster.
* Strålning: Värmeöverföring genom elektromagnetiska vågor. Den här metoden kräver inte ett medium och är hur solen värmer jorden.
I huvudsak är värmeöverföring en mikroskopisk dans av molekylära kollisioner, där energi passeras från snabbare rörande molekyler till långsammare. Denna energiöverföring leder till en temperaturförändring, vilket i slutändan ger de två föremålen till termisk jämvikt.
Denna process fortsätter tills de två föremålen når samma temperatur, vid vilken tidpunkt den genomsnittliga kinetiska energin för deras molekyler blir lika. Sedan upphör nettotergiöverföringen mellan dem.
