Почему воздух плохой проводник тепла?

Ну, аргумент не очень хорошо сформулирован:

Поскольку воздух является плохим проводником тепла, суп дольше остается горячим: быстро нагревается только первый слой воздуха, соприкасающийся с супом, и тепло не передается эффективно основной массе воздуха.

Для супа, в отличие от термоса, следует также учитывать испарительное охлаждение. Конвекция за счет непрерывного замещения контактирующего слоя воздуха увеличивает передачу тепла основной массе воздуха за счет теплопроводности и в то же время увеличивается скорость испарения , усиливая охлаждение. Так суп остывает быстрее, чем если бы не было конвекции.

Если бы воздух был хорошим проводником тепла, суп быстро остывал бы, как металлическая тарелка на металлической поверхности.

Вы можете прочитать статью в вики .

Редактировать: Комментарий Георга заставляет меня добавить, что, конечно, суп также будет охлаждаться, потому что он будет излучать с соответствующим его температурным спектром черного тела. Конвекция увеличивает скорость потери тепла по сравнению с потерями через излучение.

Для решения заголовка, который отличается от вопросов по содержанию:

Почему воздух плохой проводник тепла?

В основном очень низкая плотность газов делает их плохими проводниками тепла. В жидкостях и твердых телах атомы и молекулы плотно упакованы, и передача энергии происходит на гораздо меньшие расстояния. В газе молекулы должны рассеивать молекулы для обмена энергией на большие расстояния, поэтому вероятность передачи намного меньше.

Воздух является плохим проводником, потому что для проведения тепла молекулы тока должны поглощать тепло и передавать его соседям, вибрируя. В случае, когда молекулы воздуха находятся вблизи горячей поверхности, они поглощают тепло и начинают вибрировать, но соседняя молекула находится так далеко, что эта вибрация должна быть очень высокой, и поэтому требуется высокая тепловая энергия для начала небольшой проводимости.

Конвекция помогает воздуху проводить воздух, делая молекулы в воздухе подвижными, так что передача тепла зависит не только от вибрации молекулы, но и от другой (или самой молекулы) может перемещаться для передачи тепла.

Итак, «если бы воздух был хорошим проводником тепла», то суп не будет дольше оставаться горячим, потому что на этот раз конвекция + теплопроводность помогут отводить тепло от супа.

Поскольку теплопроводность — это передача тепла через вещества в результате соседних вибрирующих частиц, частицы в воздухе находятся далеко друг от друга. Тепло не распространяется легко за счет теплопроводности через воздух.

Конвекция требует, чтобы горячий воздух прямо над вашим супом, который был нагрет, поднимался, поскольку его плотность уменьшается после нагревания, позволяя более холодному воздуху вокруг поднимающегося более горячего воздуха заменить более горячий воздух, и то же самое произойдет снова. Поскольку конвекционные потоки (подъем горячего воздуха и опускание холодного воздуха) продолжают происходить прямо над вашим супом, ранее горячий суп начнет терять тепловую энергию (тепло), и ваш суп остынет, несмотря на то, что воздух плохой проводник тепла. Другими словами, охлаждение вашего супа происходит только при конвекции за счет движения воздуха, а не нагревания самого воздуха. В результате, если бы воздух был хорошим проводником тепла, это не имело бы значения.

Надеюсь это поможет.

Теплопроводность в линейном режиме (т.е. без конвекции) определяется скоростью передачи энергии за счет диффузии молекул из горячего режима (высокая средняя кинетическая энергия) в холодный режим (низкая средняя кинетическая энергия). Эта скорость пропорциональна плотности молекул, средней скорости, длине свободного пробега и удельной теплоемкости на частицу, kappa\sim n c_p v l. Это может означать, что теплопроводность металла больше, потому что плотность больше. Это неверно, потому что длина свободного пробега обратно пропорциональна плотности, l \sim 1/(n\sigma), где \sigma - сечение рассеяния. Основная причина того, что металлы являются хорошими проводниками, заключается в том, что скорость электронов в металле намного больше скорости молекул воздуха (поскольку электроны легче,

Воздух является плохим проводником тепла из-за того, что его свойство поглощения меньше, а свойство пропускания также меньше, но свойство отражения больше. Это означает, что когда тепло проводится, конвектируется и излучается через воздух, воздух не поглощает и не передает тепло. вместо этого они отражают обратно и позволяют теплу свободно выходить из-за изменений его плотности при изменении температуры ... поэтому молекулы воздуха несут с собой очень меньше тепла. Однако температура воздуха летом повышается из-за наличие большого количества влаги, которая имеет более высокую плотность, большую поглощающую способность и большую пропускную способность, чем воздух ... поэтому тепло, передаваемое через эти молекулы, поглощает большое количество тепла и проводит, конвектирует и излучает тепло между соседними молекулами ...