熱、溫度與熱能

熱傳導

傳導是熱透過直接接觸在固體中傳遞的方式,由一個粒子傳給下一個粒子,而材料本身並不移動。用金屬湯匙攪熱湯,不久你握著的握把也會變溫,因為熱已經透過傳導沿著湯匙爬了上來。

在微觀層次上,高溫區運動較快的粒子推擠較慢的鄰居,把一部分能量交給它們,能量便一步步穿過材料傳遞;在金屬中,自由游走的電子也會攜帶熱量,這就是金屬導熱如此良好的原因。熱流穿過一塊板子的速率遵循傅立葉定律 Q/t = k A ΔT / L,其中 A 是截面積、L 是厚度、ΔT 是兩側的溫度差、k 是材料的熱傳導係數。

導熱不良的材料(空氣、羊毛、泡棉、木頭)稱為絕熱體(絕緣體),它們的作用就是把傳導拖慢;一件羊毛衣之所以保暖,主要是因為它困住了不流動的空氣,而空氣正是最差的導熱體之一。傳導是固體中最主要的熱傳遞方式,而流動的流體主要靠對流傳熱,空無一物的空間則只能靠輻射。

把一根金屬棒的一端放進火焰,另一端很快就燙得無法觸碰;同樣的實驗換成木棒,遠端卻依然涼爽——金屬的導熱能力遠比木頭好。

金屬導熱良好;木頭和空氣導熱差,可作為絕熱體。

傳導需要介質,且在傳遞能量時材料整體並不移動——流體整體的移動屬於對流,是完全不同的另一種模式。

又称
thermal conduction傳導