Что общего и чем различаются различные виды теплопередачи?

Для теплопроводности необходим контакт тел, между которыми будет происходить теплопередача. При этом температура тел должна быть разной, т. е. они не должны находится в состоянии теплового равновесия.

В основе теплопроводности лежит молекулярный механизм: молекулы с большей кинетической энергией передают ее молекулам с меньшей кинетической энергией. Т. е. более быстрые молекулы толкают более медленные, при этом их скорость выравнивается.

С помощью теплопроводности может происходить передача энергии между частями одного тела.

Теплопроводность вещества как способность проводить тепло зависит от молекулярно-атомного строения вещества. Например, металлы хорошо проводят тепло, а газы – нет, т. к. в последних молекулы находятся далеко друг от друга.

При теплопроводности теплопередача происходит за счет передачи энергии, но не переноса вещества. При конвекции теплопередача осуществляется с помощью переноса вещества.

Поэтому конвекция не может происходить в твердых веществах. Она происходит только в газах и жидкостях. Теплопроводность может происходить и в твердых телах, и в жидкостях, и в газах.

Без частиц вещества теплопроводность и конвекция невозможны. Отличие между ними в том, что при конвекции происходит перемещение больших групп частиц.

Конвекция бывает вынужденной (когда для ее появления действует внешняя сила) и естественной (подчиняющейся физическим законам). Например, нагретый газ легче холодного, поэтому поднимается вверх, – это пример естественной конвекции. Действие ветра или вентилятора создают вынужденную конвекцию.

Теплопередача за счет излучения имеет электромагнитную природу и может происходить в вакууме. Если для теплопроводности необходим контакт тел, для конвекции – перенос вещества между телами, то для теплопередачи путем излучения не требуется ни того, ни другого. Именно излучение как вид теплопередачи доставляет нам энергию от Солнца, за счет которой и «живет» Земля.

Интенсивность излучения зависит от цвета тела, которое излучает или поглощает тепло. Более темные предметы излучают и поглощают энергию посредством излучения больше, чем светлые. Теплопроводность же не зависит от цвета, а зависит от плотности вещества.