2. Siltumapmaiņas veidi

 

Katliņš tiek sildīts, pateicoties siltuma starojumam no uguns. Mēs jūtam, kā sakarst katliņa rokturis  notiek siltuma vadīšana. Un katliņā iekšā notiek siltā un aukstā ūdens cirkulācija — konvekcija.

Konvekcijas cēlonis ir temperatūras, blīvuma vai spiediena starpība. Tā ir iespējama šķidrumos un gāzēs. Konvekcija notiek, sajaucoties un pārvietojoties lielām molekulu grupām. Izšķir brīvo konvekciju, kad sajaukšanās notiek patvaļīgi un piespiedu konvekciju, piemēram, ar sūkņiem vai ventilatoriem.

Brīvā konvekcija notiek atsevišķu šķidruma vai gāzes daļiņu nevienmērīgas sasilšanas rezultātā. Vairāk sasilušās daļiņas, kurām ir augstāka temperatūra, ir ar mazāku blīvumu, kā rezultātā tās ceļas uz augšu.

 

Siltumapmaiņu konvekcijas ceļā starp cietu ķermeni un šķidrumu vai gāzi sauc par siltumatdevi.
Siltumatdevi starp diviem siltumnesējiem caur atdalošo sieniņu sauc par siltumpāreju.

Siltuma vadīšana iespējama cietos, šķidros un gāzveida ķermeņos. Tā notiek, saskaroties atomiem un molekulām. Apgabalos ar sākotnēji atšķirīgu temperatūru siltuma vadīšanas ceļā izlīdzinās vielas daļiņu siltumkustības intensitāte.

Piemēram, Zeme saņem siltuma starojumu no Saules. Jebkurš ķermenis, kura temperatūra ir lielāka par absolūto nulli (\(T>0\ \mathrm{K}\)), izstaro siltuma enerģiju infrasarkano staru veidā. Jo augstāka ir ķermeņa temperatūra, jo intensīvāk tas izstaro siltuma starojumu. Ķermeņi gan izstaro, gan absorbē siltumu, ko izstaro citi ķermeņi.  Siltumapmaiņa starojuma veidā notiek arī starp ķermeņiem, kam ir vienāda virsmu temperatūra. Ķermeņa izstarotās siltumenerģijas intensitāti kā funkciju no tā absolūtās temperatūras apraksta Stefana—Bolcmaņa likums.