Μετάδοση της θερμότητας με αγωγή 🌡️

Αν βάλουμε το ένα άκρο μιας μεταλλικής βελόνας πλεξίματος πάνω από τη φλόγα ενός καμινέτου, πολύ γρήγορα θα νιώσουμε ότι ζεσταίνεται και το άλλο άκρο, αυτό που κρατάμε στο χέρι μας. Η θερμότητα ταξιδεύει από το θερμότερο προς το ψυχρότερο άκρο της βελόνας. Αυτή τη μετάδοση της θερμότητας μέσα από ένα υλικό σώμα την ονομάζουμε μετάδοση με αγωγή.

Ανάλογα με το πόσο καλά μεταδίδει ένα υλικό τη θερμότητα, το χαρακτηρίζουμε καλό αγωγό ή κακό αγωγό της θερμότητας.

Πώς γίνεται η αγωγή μέσα στο υλικό

Κάθε σώμα αποτελείται από μόρια που κινούνται συνέχεια. Όταν μεταδίδεται θερμότητα με αγωγή, τα μόρια που βρίσκονται σε περιοχές με υψηλότερη θερμοκρασία μεταδίδουν τη θερμότητα στα γειτονικά τους μόρια, που βρίσκονται σε περιοχές με χαμηλότερη θερμοκρασία. Έτσι η θερμότητα προχωράει σιγά σιγά μέσα στο υλικό, από μόριο σε μόριο.

Η μετάδοση μπορεί να γίνει και ανάμεσα σε δύο διαφορετικά σώματα, όταν αυτά βρίσκονται σε επαφή: τα μόρια του θερμότερου σώματος μεταδίδουν θερμότητα στα μόρια του ψυχρότερου σώματος που το αγγίζει.

Θερμομόνωση: το μυστικό είναι ο αέρας

Το χειμώνα το σπίτι μας είναι πιο ζεστό από το περιβάλλον, γι' αυτό ένα μέρος της θερμότητάς του μεταδίδεται προς τα έξω, στο πιο κρύο περιβάλλον. Το καλοκαίρι συμβαίνει το αντίθετο: η θερμότητα μπαίνει από το πιο ζεστό περιβάλλον προς το πιο δροσερό εσωτερικό του σπιτιού. Και στις δύο περιπτώσεις, για να θερμάνουμε ή να δροσίσουμε το σπίτι μας χρειαζόμαστε ενέργεια, και θέλουμε να χάνεται όσο το δυνατόν λιγότερη.

Για να περιορίσουμε αυτή τη μετάδοση, χρησιμοποιούμε στην κατασκευή των σπιτιών θερμομονωτικά υλικά, δηλαδή κακούς αγωγούς της θερμότητας.

Ένα υλικό που χρησιμοποιείται πολύ συχνά για τη θερμομόνωση είναι η συμπιεσμένη πολυστερίνη, γνωστή και ως φελιζόλ. Το φελιζόλ δεν είναι συμπαγές· στο εσωτερικό του έχει αμέτρητες μικρές κοιλότητες γεμάτες αέρα. Αν αφαιρούσαμε όλον αυτόν τον αέρα από έναν κύβο φελιζόλ, θα έμενε ένα πολύ μικρότερο κομμάτι υλικού. Είναι ακριβώς αυτός ο παγιδευμένος αέρας που εμποδίζει τη διάδοση της θερμότητας μέσα από το φελιζόλ.

Καλοί και κακοί αγωγοί στην καθημερινή ζωή

Άλλες φορές θέλουμε η θερμότητα να μεταδίδεται γρήγορα, κι άλλες φορές προσπαθούμε να την εμποδίσουμε. Στη μαγειρική, για παράδειγμα, θέλουμε η θερμότητα να περάσει γρήγορα από το μάτι της κουζίνας στην κατσαρόλα, γι' αυτό οι κατσαρόλες κατασκευάζονται από καλούς αγωγούς, όπως τα μέταλλα. Αντίθετα, τα χερούλια τους είναι φτιαγμένα από συνθετικό υλικό, δηλαδή κακό αγωγό, ώστε να μη μεταδίδεται η θερμότητα στα χέρια μας όταν τα κρατάμε.

Το μυστικό του κολονάτου ποτηριού

Το κρασί πρέπει να πίνεται δροσερό, γι' αυτό τα ποτήρια του κρασιού έχουν μακριά και λεπτή βάση. Χάρη σε αυτή την κατασκευή, όταν κρατάμε το ποτήρι από το κάτω μέρος του, δεν αγγίζουμε καθόλου το σημείο που περιέχει το υγρό. Έτσι δεν περνάει θερμότητα από το χέρι μας στο κρασί, κάτι που θα ανέβαζε τη θερμοκρασία του και θα αλλοίωνε τη γεύση του.

Στα ποτήρια του κονιάκ συμβαίνει ακριβώς το αντίθετο. Το κονιάκ πίνεται ζεστό, γι' αυτό ο λαιμός του ποτηριού είναι κοντός και το χέρι μας «αγκαλιάζει» ολόκληρο το ποτήρι. Έτσι η θερμότητα περνάει από το χέρι μας στο ποτήρι και από το ποτήρι στο κονιάκ, βοηθώντας το να διατηρηθεί ζεστό.