Топлофизиката изучава свойствата на веществата от гледна точка на способността им да пренасят, отдават или поглъщат топлинна енергия. Тази наука обяснява пренасянето на топлина чрез движение на частиците, от които е образувано веществото.
Във вакуум топлината се пренася
чрез лъчение. По такъв начин се
загрява и нашата Земя от
Слънцето.
При опит за изстудяване на гореща вода в чайник, поставен върху лед, не се постига лесно резултат. Необходимо е ледът да е върху чайника. Ако пък се приготвя чай, като нагревателят се постави върху чайника, водата продължително време не се затопля. Тънкият слой загрята вода остава в горната част на чайника, докато останалата вода е леденостудена. В тези два примера се проявява явлението конвекция – процес на разпространение на топлината в течност или газ в посока отдолу-нагоре. За да се осъществи конвекция, необходимо е топлите (по-леките) части на флуида да може да бъдат измествани от студените (които са по-тежки и падат надолу). Важен процес, разглеждан от топлофизиката (освен конвекцията), е топлопроводимостта – разпространението на топлината от по-горещите части на тялото към по-студените, което води до изравняване на температурите. Друг процес на обмен на топлина между тела е пренасянето на топлина чрез лъчение – всяко нагрято тяло излъчва светлина, която околните поглъщат. Известно е, че чаят остава продължително време горещ, като се постави в термос. Ако се погледне в термоса, ще се види, че стените му са огледални – те отразяват инфрачервената светлина, излъчвана от чая, и тази светлина се връща обратно. Това също способства за запазване температурата на чая.
Всички вещества в по-голяма или
по-малка степен провеждат
топлина. Ако в чаша горещ чай
се постави една желязна и една
пластмасова лъжичка, тъй като
топлопроводимостта на желязото
е по-добра, дръжката на
желязната лъжичка се загрява
силно, докато пластмасовата не
успява да повиши дори съвсем
слабо температурата си.
Светлината, която излъчва
огънят, се вижда сравнително
добре, докато горещата чаша
чай не може да се види, ако
е поставена в тъмно помещение –
нейната светлина е
инфрачервена; тя може да
се фотографира.
Топлофизиката изучава също и кои вещества може да се загряват и да се охлаждат бързо. Тези вещества се използват за пренасяне на топлина. Най-често топлоносители са течностите. Те бързо се загряват в топлоцентралата и след това (горещи, топлоизолирани от заобикалящите тела) протичат до жилището ни – там също така бързо отдават топлината си на радиатора, с който се отопляваме.
Обикновено колкото е по-горещо
веществото, толкова по-голяма
част от светлината, която то
излъчва, се вижда с човешко
око.
Топлофизиката решава и много важни въпроси, свързани с охлаждането на космическите кораби. Когато корабът преминава през въздушната обвивка на Земята, той толкова се загрява от триенето с нея, че може да изгори, въпреки че е направен от специални сплави. Топлофизиката позволява откриването на вещества, с които се покриват космическите кораби и които при преминаване през атмосферата се изпаряват, като отнасят топлината със себе си – така корабите остават невредими.
Вж. Молекулна физика.