Mis on soojusülekanne?

Soojusülekanne on soojuse liigutamine kohast, kus on palju soojust, teise kohta. Füüsikas õpetatakse, et see saavutatakse peamiselt kolmel viisil: juhtivus, konvektsioon või kiirgus. Mõnes mõttes aitab nende teadmiste kasutamine inimestel manipuleerida soojusenergiaga viisil, mis on kõige kasulikum.
Soojusülekande põhimõtete mõistmine aitab inimestel paljusid tegevusi tõhusamalt teha. Soojusülekanne mängib kõigi elus olulist rolli alates kodu piisava soojuse pakkumisest kuni erinevate toitude valmistamise võimaluste pakkumiseni. Soojusülekande kasutusalad on peaaegu lõputud.

Juhtivus on üks levinumaid soojusülekande viise. Seda tehakse soojuse ülekandmisega aine kaudu ühelt aatomilt teisele. Kõige sagedamini kogetakse seda siis, kui metallitükk, näiteks keedulusikas, jäetakse liiga kauaks kuuma vedeliku sisse. Kuumus liigub mööda lusikat üles. Mõned materjalid on juhtivamad kui teised, mistõttu on metallist pottidel sageli kummist käepidemed ning toiduvalmistamisnõud on ka puidust ja plastist.

Juhtivus on teatud tüüpi soojusülekanne, mida saab hõlpsasti kogeda ka muul viisil, näiteks metallitükki hoides. Sageli tundub metall katsudes jahe, kuigi selle temperatuur on tegelikult samasugune kui mis tahes muul ruumis või piirkonnas. See, mis tegelikult toimub, on soojusülekanne keha ja metalli vahel. Metall võtab tegelikult teie nahalt soojust ära.

Konvektsioon on soojuse tegelik füüsiline liikumine ühest kohast teise vedeliku või gaasi kujul. Üldiselt tõuseb kuum õhk ja üldiselt kuumus, mistõttu keevast potist tõuseb aur üles. Seda kontseptsiooni saab kuumal päeval selgelt demonstreerida ja see vastutab ookeanide lähedal asuvate temperatuuride ja tuuletõmbuse vähendamise eest. Kuna pärastlõunal ja varaõhtul tõuseb maismaalt soe õhk, liigub jahedam õhk vee kohal ja võtab oma koha, põhjustades kalda poole puhuvat tuult.

Hommikul on vastupidi. Kuna õhk vee kohal ei jahtu nii kiiresti, tõuseb see hommikul üles ja asendub maa kohal õhuga. Seega puhub meretuul sel ajal tegelikult mere poole.
Teine soojusülekande tüüp on kiirgus. Kuigi paljud on muutunud murelikuks pärast seda, kui on kuulnud kiirguse halbadest mõjudest ja selle võimest põhjustada vähki, on seda tüüpi soojusülekanne vastutav enamiku meie planeedi soojuse eest. Kiirgus tekib siis, kui soojus liigub elektromagnetlainete kaudu läbi näiliselt tühjade tühimike, näiteks päikesesoojus, mis liigub läbi kosmose. Kiirgus vastutab nii traditsioonilise küpsetamise kui ka mikrolaineahjus küpsetamise eest.