§7. Теплопроводность
Теплопроводностью называют процесс передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или между разными телами за счёт движения частиц и их взаимодействия. При этом перемещается только энергия — само вещество остаётся на месте.
Если разогреть один конец металлического стержня, частицы в нагретой области начнут двигаться активнее и передавать энергию соседним частицам. Постепенно энергия распространяется вдоль всего стержня, и он нагревается целиком. Подобное происходит, когда ложку опускают в горячий чай: быстрые частицы воды передают энергию частицам металла, и ложка становится тёплой.
Разные материалы проводят тепло по-разному. Металлы — хорошие проводники тепла, поэтому они быстро нагреваются и остывают. Дерево, пластмасса, керамика передают тепло значительно хуже. У жидкостей теплопроводность низкая, а у газов — ещё меньше. Вакуум практически не способен передавать тепло таким способом.
Знание теплопроводности широко используется в быту: металлическую посуду делают из хороших проводников тепла, а ручки — из материалов, которые плохо проводят тепло, чтобы защитить руки от ожогов. Стены домов строят из малотеплопроводных материалов или делают многослойными. Металлические трубы и холодильные установки покрывают теплоизоляционными слоями для уменьшения потерь энергии.
Таким образом, теплопроводность — это важный механизм передачи теплоты, при котором энергия распространяется без перемещения вещества.