Топлопроводимост

Да кажем, че имам два различни газа при две различни температури, които точно са влезли в контакт един с друг. Това е цикламеният ми газ. Ето тук нека начертая няколко от молекулите на цикламения газ. И тази система тук, както искаш да я наричаш, точно е влязла в контакт с този син газ. Този син газ тук. И да кажем, че точно когато започваме симулацията си, експеримента си, този цикламен газ има по-висока температура. По-висока температура. А синият ни газ има по-ниска температура. По-ниска температура. Нека си припомним какво е температурата, особено ако мислим за нея в молекулен мащаб. По-висока температура, по-ниска температура. Температурата е пропорционална на средната кинетична енергия. Тези молекули ще вибрират, ще обикалят наоколо. Те ще имат – всяка от тях ще има кинетична енергия и ако ги усредниш това ще е пропорционално на температурата. Нека изобразя кинетичната енергия на всяка от тези отделни молекули. Може би тази прави това. Може би тази прави това. Може би тази отива в тази посока. Може би тази отива в тази посока. Тази отива в тази посока. Тази отива в тази посока. Тази отива в тази посока. И така, забележи, всички те имат различни посоки. И големината на скоростта им може да е различна. Всички те имат различна скорост. Всички те може да имат различна скорост. Те имат различна скорост. И се блъскат една в друга. Прехвърлят своята кинетична енергия, прехвърлят своя импулс от една частица на друга. Но когато говорим за температурата, говорим за средната кинетична енергия или кое е пропорционално на средната кинетична енергия на системата. Всяка от тези молекули ще има някаква кинетична енергия. Но средно тя ще е по-ниска. Може би тази прави нещо подобно. Тази прави нещо такова. Тази прави нещо такова. Тази прави нещо такова. Те са различни, но средно ще са с по-ниска енергия. Надявам се, че виждаш, че тези цикламени стрелки са по-големи от тези сини стрелки, които рисувам. И не е нужно всички да са – например тази може да има много кинетична енергия. Но когато усредниш всичко, средното тук ще е по-ниско от средното тук. Ето така. Ако това е нашето първоначално състояние, какво мислим ще започне да се случва? Преди различните ни групи газове се блъскаха със себе си или цикламените молекули се блъскаха с цикламените. Сините си блъскат със сините. Но сега ще започнат да се блъскат една с друга. И можеш да си представиш, че когато тази молекула тук се сблъска с тази молекула, тя ще прехвърли някаква кинетична енергия към нея. След сблъсъка, тази може да се движи. След сблъсъка – да кажем, че точно са се сблъскали. Това е точно преди и да кажем, че точно са спрели да се блъскат една в друга. Точно след като са приключили да се блъскат една в друга, тази може да рикошира. Тази ще отиде насам. Нека направя това в различен цвят. Може да удари тази, да отскочи и после да прехвърли част от кинетичната си енергия и после да отскочи в тази посока. Докато тази, след сблъсъка, може би ще се движи много по-бързо в тази посока. И забележи, имаш трансфер на енергия. Точно с този сблъсък имаш трансфер на кинетична енергия от тази молекула към тази молекула. И това ще се случи в системата. По-бързите молекули, тези с по-висока кинетична енергия – докато те се сблъскват, ще имаш трансфер на енергия. Ще имаш трансфер на енергия от по-висока температура към по-ниска температура. Трансфер на енергия. Това е трансфер на енергия. И можеш да приемеш това за трансфер на топлинна енергия – тук говорим за температурата. Неща, които са свързани с температурата, ще наречем "топлинни". Това е трансфер на топлинна енергия. Трансфер на топлинна енергия. Ако започнеш с по-висока енергия тук, ще имаш по-висока средна кинетична енергия. Тук ще имаш по-ниска средна кинетична енергия. Но това ще прехвърли енергия от цикламената част към синята. Това ще премине от по-висока температура към по-ниска температура. И тази енергия, която бива прехвърлена, наричаме – и това е дума, която вероятно чуваш много пъти – тази енергия, която бива прехвърлена, наричаме "топлина". Буквално този по-топъл газ тук нагрява този по-хладен газ. И начинът, по който се получава този трансфер на топлинна енергия, когато е чрез сблъсък на частици, трансферът на кинетична енергия към сблъсъка на частиците, които прехвърлят импулс, наричаме провеждане. Наричаме това топлинно провеждане (провеждане на топлина). Или просто провеждане. Нека запиша "топлинно провеждане". Ще го направя в нов цвят. Това, което описвам, е топлинно провеждане. Което, по определен начин, изпитваш много пъти – прехвърлянето на топлина. Например вероятно познаваш усещането, ако вземеш, не знам, ако вземеш тенджера. Да кажем, че вземеш една такава тенджера. Да кажем, че в началото е студена тенджера. Тоест частиците в тенджерата имат по-ниска кинетична енергия. Няма да мога да нарисувам всички тях. И после я поставяш върху огън. Поставяш я върху огън. Да видим дали мога да начертая това. Поставяш я върху огън. Това е огън. И говорим за нагряване на метала на тенджерата, в момента не се занимавам с това, което е вътре в тенджерата. Този огън първо ще нагрее дъното на тази тенджера. И ще го направи главно чрез топлинно провеждане, понеже огънят е просто супер горещи въздушни частици и тези супер горещи въздушни частици ще се блъснат в металните частици на тенджерата ти. Тези метални частици на тази тенджера – тяхната кинетична енергия ще започне да се повишава. Тази част на тенджерата ще започне да се нагрява. Точно когато включиш своята печка, горната част на тази тенджера може все още да е студена, но дъното бързо ще стане много горещо. Но ако просто изчакаш няколко минути, тези метални частици ще продължат да се блъскат и да вибрират една към друга. И евентуално, тази горна част тук ще стане доста гореща. Ще стане доста гореща. И начинът, по който горната част на този метал е станала гореща, е чрез топлинно провеждане – първо металът на дъното е станал горещ, после тези частици са се сблъскали със съседите си или са вибрирали към съседите си и са прехвърлили част от тази кинетична енергия. И отново виждаш този трансфер на топлина от област с по-висока температура към област с по-хладна или по-ниска температура.