Wärmeleitung, Konvektion, und Strahlung

Wenn wir beobachten, was wir Feuer nennen, dann haben wir diese Verbrennungsreaktion, die abläuft, und dann sehen wir diese Flammen, was wir wirklich beobachten, sind die drei Formen der thermischen Energieübertragung, wir beobachten Leitung, Konduktion, Konvektion, Konvektion und thermische Strahlung, alles zur gleichen Zeit, also das ist thermische, thermische Strahlung, thermische Strahlung, und ich könnte sagen, thermische Leitung, thermische Konvektion und thermische Strahlung, das Wort thermisch bezieht sich nur auf Dinge, die mit Temperatur zu tun haben, also was ist die Leitung, die abläuft, nun, was wir haben Ich empfehle Ihnen, sich das Video dazu in unserer Chemie-Wiedergabeliste oder im Chemiebereich anzusehen, wenn Sie daran interessiert sind, aber Sie nehmen Kohlenstoffmoleküle und deren Bindungen und in Gegenwart von Sauerstoff und etwas Wärme kommt es zu einer Verbrennungsreaktion, bei der Kohlendioxid und Wasser und sogar mehr Energie erzeugt wird, als Sie hineingesteckt haben, es wird also eine Menge Energie erzeugt, und diese Energie regt die Moleküle um sie herum an Sie haben also diese Moleküle, die am Ende eine Menge kinetische Energie erhalten, und denken Sie daran, dass die Temperatur proportional zur durchschnittlichen kinetischen Energie ist, so dass die Moleküle, die gerade verbrannt sind, oder die Moleküle in der Nähe der Reaktion oder vielleicht die, die Teil der Reaktion waren, eine wirklich hohe durchschnittliche kinetische Energie haben werden, weil all diese Energie von der Verbrennungsreaktion freigesetzt wurde, und dann werden sie auf andere Moleküle stoßen, die vielleicht nicht ganz so hohe kinetische Energie haben Wir haben ein ganzes Video über Wärmeleitung, aber das ist es, was passiert: Dinge mit höherer kinetischer Energie stoßen auf Dinge mit niedrigerer kinetischer Energie und übertragen einen Teil dieser kinetischen Energie und einen Teil des Impulses. Wenn wir also ein Bündel von Luftpartikeln hier haben, sagen wir, das ist die kühle Luft hier oben, dann macht es Sinn, dass kühle Luft dichter ist als heiße Luft, weil heiße Luft, diese Partikel eine viel höhere kinetische Energie haben, und so werden sie aufeinander stoßen und sich gegenseitig viel weiter wegschieben und und und. Sie stoßen sich also gegenseitig an und stoßen sich weiter weg und und und und und werden aufgrund der hohen durchschnittlichen kinetischen Energie weiter voneinander getrennt, aber weil der heiße Bereich weniger dicht ist, ist dieser Bereich hier drüben weniger dicht als der weiße Bereich. Ich habe sie nur in verschiedenen Farben dargestellt, um zu zeigen, dass der weniger dichte Bereich im dichteren Bereich aufsteigen wird, oder man könnte auch denken, dass der dichtere Bereich um den dichteren Bereich herum fallen wird, oder versuchen, darunter zu gehen, weil er dichter ist, und dann wird der weniger dichte Bereich aufsteigen, und dadurch haben Sie die heißeren Moleküle, die heißeren Moleküle bewegen sich nach oben, und dann können die kalten Moleküle auch nach unten gehen, vielleicht die Wärmequelle, die Wärmequelle, die Energiequelle hier drüben, um mehr aufgeheizt zu werden, also das hier drüben Hier drüben steigt also heiße Luft auf Lassen Sie mich das schreiben die heiße heiße Luft steigt auf und eine Art, darüber nachzudenken, schafft einen Raum für die abgekühlte Luft, die nach unten kommt und dann wieder aufgeheizt wird und das ist es, was hier im Feuer vor sich geht Sie sehen die Verbrennungsreaktion Verbrennungsreaktion findet genau dort drüben statt Die Verbrennungsreaktion findet im Brennstoff statt, die superheiße Luft steigt nach oben, und deshalb sieht es so aus, als ob sich die Flammen nach oben bewegen, sie flackern nach oben, und Sie werden auch sehen, und darüber werden wir noch sprechen Wir werden in der Wärmestrahlung darüber sprechen, dass sie auch ihre Farbe ändern, wenn sie sich nach oben bewegen, aber diese ganze Idee, dass sich ein Feuer in der heißen Luft nach oben bewegt, wenn Sie Ihre Hand hier oben hinlegen, wird es viel heißer sein, als wenn Sie Ihre Hand, sagen wir, genau hier hinlegen, obwohl dies theoretisch näher ist, als wenn Sie Ihre Hand hier hinlegen. Das liegt daran, dass die heiße Luft, die heiße Luft, aufsteigt und Platz macht für kalte Luft oder kalte, kühlere Luft, die, wie ich sagen würde, hier unten ankommt und sich wieder erwärmt, und dann wieder aufsteigt, und so wird diese Diese Konvektion, die Idee, dass die heiße Luft aufsteigt oder die kalte Luft fällt, ist eine weitere Form der Wärmeübertragung. Die letzte Form, die wir beobachten, wenn wir über Feuer sprechen, ist die Wärmestrahlung, und hier dreht sich alles um die Idee, dass geladene Teilchen, die beschleunigt werden, elektromagnetische Strahlung abgeben. Diejenigen, die kinetische Energie übertragen, wenn sie aufeinander stoßen, werden das Molekül in eine andere Richtung beschleunigen, und sogar dieses Molekül könnte in eine andere Richtung gehen, und Beschleunigung ist eine Änderung der Geschwindigkeit, also könnte es die Größe der Geschwindigkeit oder die Richtung der Geschwindigkeit sein, also wenn sie kollidieren, haben Sie all diese Beschleunigung geladener Teilchen, also lassen Sie mich das aufschreiben, Sie haben Beschleunigung Beschleunigung geladener Teilchen geladener Teilchen Teilchen und dann wird das freigesetzt, was elektromagnetische Strahlung freisetzt, was elektromagnetische Strahlung freisetzt, ich weiß, was Sie denken Warten Sie, warten Sie, warten Sie eine Sekunde, also, okay, ich kann Ihnen abnehmen, dass wir Moleküle haben, die beschleunigt werden, aber woher kommt das, woher kommen diese geladenen Teilchen? Nun, wir müssen uns daran erinnern, dass diese Moleküle aus Atomen bestehen, und Atome bestehen aus geladenen Teilchen, die aus Protonen und Elektronen bestehen, und je mehr Sie diese beschleunigen, desto mehr Strahlung wird freigesetzt, und Sie werden vielleicht sagen, okay, Sie sagten, ich beobachte das im Feuer, wo beobachte ich Strahlung, nun, das ist einfach eine feenhafte Tatsache sie können den draht sehen, das licht, das vom feuer ausgeht, das ist elektromagnetische strahlung, das ist elektromagnetische strahlung, das ist einfach elektromagnetische strahlung in den wellenlängen, die ihr auge als sichtbar ansieht, heller, die ihr auge als licht ansieht, sogar die teilchen hier oben, also selbst die teilchen hier oben, die noch ziemlich heiß sind, sie geben auch elektromagnetische strahlung ab, weil sie alle aneinander stoßen und ihre elektronen und ihre Protonen werden alle auf unterschiedliche weise beschleunigt, sie geben auch elektromagnetische strahlung ab, aber Sie geben auch elektromagnetische Strahlung ab, aber mit einer langsameren Wellenlänge, als Ihr Auge als Licht wahrnehmen kann. Wenn Sie eine Infrarotkamera hätten, würden Sie sehen, dass die Flammen viel größer sind, Sie würden sehen, dass sie den ganzen Weg nach oben gehen, und wenn Sie sich die Flamme genau ansehen, würden Sie sehen, dass die Flamme hier unten, genau dort, wo die Verbrennungsreaktionen stattfinden, blau aussieht, und das liegt daran, dass das blaue Licht Licht eine höhere Energie hat, und das liegt daran, dass die Teilchen hier unten mehr beschleunigt werden, und dann geht es von Blau zu einer Art Weiß zu Gelb zu Rot oder zu Orange zu Rot und dann zu und dann geht es von blau zu weiß zu gelb zu rot oder zu orange zu rot und dann verschwindet es in Ihren Augen, aber alles, was eine gewisse Temperatur hat, gibt elektromagnetische Strahlung ab und Sie denken: „Okay, das ist gut, ich kann es sehen, aber wie kann das eine Form der Energieübertragung sein? Wenn Sie jemals neben einer Flamme gesessen haben, werden Sie die Wärme spüren, sogar wenn die Luft zwischen Ihnen und der Flamme kalt ist, würden Sie immer noch spüren, dass Sie warm werden, also wenn das hier eine Flamme ist, genau hier drüben, dann ist das Feuer. Sagen wir, Sie sind an einem Lagerfeuer, genau hier drüben, vielleicht sind es dreißig, die Luft hier drüben hat 30 Grad, wenn Sie genau hier drüben stehen, würden Sie immer noch Wärme spüren, Sie würden immer noch das Gefühl haben, dass Sie erwärmt werden, und das ist so, weil diese elektromagnetische Strahlung von den Luftpartikeln, die wir als Feuer wahrnehmen, emittiert wird, und dann kann das tatsächlich Partikel auf Ihrer Haut anregen und es wird Energie auf Ihre Haut übertragen, und so fühlen Sie sich, als würden Sie tatsächlich erwärmt werden Ich erinnere mich, dass ich einmal, das ist eine seltsame Geschichte, aber ich war auf der Autobahn, und da war ein Auto in Flammen, und ich war auf der Straße. Ich erinnere mich an eine seltsame Geschichte, aber ich war auf der Autobahn und da brannte ein Auto und ich war buchstäblich Sie wissen, wir fuhren auf die Gegenfahrbahn, weil es brannte, waren drei Fahrspuren davon entfernt und es explodierte irgendwie, ich glaube nicht, dass jemand drin war, hoffentlich war niemand drin, aber ich erinnere mich daran, dass, als es explodierte, es eine intensive, unmittelbare Hitze war, die wir durch das Fenster des Autos spürten und das war elektromagnetische Strahlung, das war Wärmestrahlung, die von diesen beschleunigten Partikeln in der Luft um die Explosion herum freigesetzt wurde, die wir als Explosion oder Feuer wahrnahmen, aber dann erwärmte es Partikel auf meiner Haut