Kodėl keptuvės rankena įkaista?

Kai puodas pastatomas virš šilumos šaltinio, šilumos šaltinio energija perduodama į keptuvės dugną. Dėl šios šilumos energijos keptuvės dugne esantys atomai ir molekulės pradeda vibruoti greičiau, o tai savo ruožtu padidina keptuvės temperatūrą. Kai keptuvės temperatūra pakyla, šilumos energija pradeda perduoti į keptuvės šonus per procesą, vadinamą laidumu. Laidumas yra šilumos energijos perdavimas per tiesioginį dviejų objektų kontaktą. Tokiu atveju keptuvės dugne esantys atomai ir molekulės perduoda savo šilumos energiją į atomus ir molekules, esančias keptuvės šonuose, todėl visa keptuvė įkaista.

Puodo rankenos įkaitimo greitis priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant keptuvės medžiagą, šilumos šaltinio temperatūrą ir laiką, kurį keptuvė veikia karščiu.

Čia yra išsamesnis šilumos perdavimo proceso paaiškinimas:

1. Konvekcija:įjungus šilumos šaltinį, jis pradeda šildyti keptuvės apačioje esančias oro molekules. Kai šios oro molekulės įkaista, jos tampa mažiau tankios ir kyla aukštyn. Tai sukuria karšto oro srovę, kuri teka aukštyn ir pritraukia daugiau šalto oro į keptuvės dugną. Šis procesas tęsiasi tol, kol oras keptuvėje pasiekia tokią pačią temperatūrą kaip ir šilumos šaltinis.

2. Laidumas:Kai oras keptuvėje įkaista, per laidumą jis perduoda savo šilumos energiją į keptuvės dugną. Tai reiškia, kad ore esantys atomai ir molekulės susiduria su keptuvėje esančiais atomais ir molekulėmis, perkeldamos savo kinetinę energiją į keptuvę.

3. Radiacija:karštas keptuvės dugnas taip pat spinduliuoja šilumos energiją. Spinduliuotė yra energijos perdavimas elektromagnetinėmis bangomis. Šiuo atveju keptuvės skleidžiamos elektromagnetinės bangos yra infraraudonoji spinduliuotė, kuri žmogaus akiai nematoma.

4. Konvekcija ir laidumas:šilumos energija iš keptuvės dugno perduodama į keptuvės šonus laidumo ir konvekcijos būdu. Tai reiškia, kad keptuvės dugne esantys atomai ir molekulės perduoda savo kinetinę energiją atomams ir molekulėms, esančioms keptuvės šonuose, o karštas oras keptuvėje taip pat perduoda savo šilumos energiją į keptuvės šonus.

Dėl šių šilumos perdavimo procesų puodo rankena ilgainiui įkaista.