Lämpönsiirtomekanismia

Lämpönsiirtomekanismia viittaa tapoihin, joilla lämpöenergia siirtyy systeemistä toiseen tai sen sisällä. Kolme ensisijaista mekanismia ovat johtuminen, konvektio ja säteily.

Johtuminen on lämmönsiirtoa suorassa kontaktissa olevien hiukkasten välityksellä. Se tapahtuu pääasiassa kiinteissä aineissa, joissa atomien tai molekyylien värähtelyt siirtyvät naapurihukkasiin. Johtimissa, kuten metalleissa, elektronit edistävät myös lämmönjohtumista. Johtuminen on tehokasta, kun aineen lämpötilaero on suuri.

Konvektio on lämmönsiirtoa nesteen tai kaasun liikkeen avulla. Kun ainetta lämmitetään, se laajenee ja muuttuu vähemmän tiheäksi, jolloin se nousee. Kylmempi ja tiheämpi aine laskeutuu tilalle, luoden jatkuvan kiertoliikkeen, joka siirtää lämpöä. Konvektio voi olla luonnollista (lämpötilaerojen aiheuttamaa) tai pakotettua (esimerkiksi puhaltimen avulla).

Säteily on lämmönsiirtoa sähkömagneettisten aaltojen, kuten infrapunasäteilyn, avulla. Se ei vaadi väliainetta, ja se voi tapahtua tyhjiössä, kuten avaruudessa auringon lämmön siirtymisessä Maahan. Kaikki kappaleet, joilla on lämpötilaa, säteilevät lämpöenergiaa. Mitä kuumempi kappale, sitä enemmän se säteilee.

Nämä kolme mekanismia toimivat usein yhdessä. Esimerkiksi lämmitettäessä vettä kattilassa, lämpö siirtyy liedestä veteen johtumalla, vesi kiertää konvektion avulla ja kattila itse säteilee lämpöä ympäristöön.