Prenos vnútornej energie

Tepelná výmena je vlastne prenos vnútornej energie z jedného telesa na druhé a tento prenos môže prebiehať tromi rôznymi spôsobmi, vedením, prúdením a žiarením.

Vedenie prebieha najmä v tuhých látkach. Susedné častice si prostredníctvom zrážok odovzdávajú kinetickú energiu bez toho, aby sa samy premiestňovali. Ak vložíš kovovú lyžičku do hrnčeka s čajom, čoskoro je horúci aj jej vrchný koniec, hoci čaj sa dotýka len spodnej časti, pretože energia sa vedie kovom. Práve preto sa horúcich vecí chytáme cez utierku a nie holou rukou, keďže kov vedie teplo veľmi dobre. Naopak drevo, plast a textílie sú zlými vodičmi tepla, a preto majú hrnce plastové držadlá.

Prúdenie funguje v tekutinách, teda v kvapalinách a plynoch. Energia sa tu prenáša spolu s pohybujúcou sa hmotou, pretože teplá tekutina sa fyzicky premiestňuje a odnáša svoju vnútornú energiu inam. Najlepším príkladom je vykurovanie miestnosti radiátorom. Radiátor zohreje okolitý vzduch, ten sa stane redším, stúpa nahor a chladnejší vzduch zhora klesá k radiátoru. Vzniká konvekčný prúd, ktorý postupne premieša vzduch v celej miestnosti, a práve preto sa radiátory umiestňujú nízko pri zemi pod oknami, aby mal vzduch kde stúpať aj kde klesať.

Žiarenie je úplne odlišný princíp, pretože energia sa prenáša elektromagnetickými vlnami, ktoré nepotrebujú žiadne látkové prostredie a fungujú aj vo vákuu. Najznámejším príkladom je slnečné svetlo, ktoré putuje 150 miliónov kilometrov prázdnym vesmírom, kde nie sú takmer žiadne molekuly, a predsa zohrieva Zem. Aj keď stojíš pri horiacom ohni, väčšinu tepla cítiš práve žiarením, hoci medzi tebou a plameňom je len vzduch. Na rovnakom princípe pracuje aj mikrovlnná rúra, ktorá vytvára mikrovlnné žiarenie, rozvibruje molekuly vody v jedle a tým ho zohreje zvnútra. Vedenie a prúdenie teda potrebujú látkové prostredie, kým žiarenie sa šíri aj cez vákuum.