Przewodzenie a konwekcja | Co to jest przewodnictwo? Co to jest konwekcja?
Przewodzenie i konwekcja to dwa zjawiska spotykane w cieple i termodynamice. Te dwie koncepcje są bardzo ważne, jeśli chodzi o zrozumienie wymiany ciepła. Promieniowanie wraz z przewodnictwem i konwekcją tworzą trzy formy wymiany ciepła. Dziedziny takie jak termodynamika, silniki cieplne, sztuczne systemy pogodowe, meteorologia, a nawet nasza fizjologia zależą od zasad przewodnictwa i konwekcji. Niezbędne jest dobre zrozumienie przewodnictwa i konwekcji wraz z promieniowaniem, aby dobrze zrozumieć te pola. W tym artykule omówimy czym jest przewodzenie i konwekcja, przyczyna przewodzenia i konwekcji, ich podobieństwa, jakie codzienne zdarzenia możemy obserwować z powodu przewodzenia i konwekcji, ich podobieństwa i wreszcie różnice.
Co to jest przewodnictwo?
Przewodzenie definiuje się jako przenoszenie energii cieplnej między obszarami materii w wyniku gradientu temperatury. Przewodzenie może wystąpić w każdym materiale, ale w praktyce przewodzenie dotyczy tylko ciał stałych. Gdy ciała stałe są ogrzewane, atomy i molekuły wewnątrz ciała stałego drgają pod wpływem energii kinetycznej otrzymanej z ogrzewania, zderzenia tych drgających atomów z sąsiednimi atomami powodują drgania sąsiednich atomów, a tym samym drgania przenoszone są na drugi koniec ciała stałego. solidny. Atomy na powierzchni ciała stałego uwalniają energię z wibracji do otwartej przestrzeni. W przypadku jednolitego pręta w stanie ustalonym z izolowanymi bokami i odsłoniętymi tylko dwoma końcami, szybkość przepływu ciepła jest wprost proporcjonalna do powierzchni absorpcji ciepła i gradientu temperatury. Stan ustalony występuje wtedy, gdy pomiędzy wszystkimi punktami występuje równowaga termiczna, co oznacza, że temperatura punktu nie zmienia się w czasie. Gazy i ciecze również wykazują przewodnictwo, ale ma to postać bezpośrednich zderzeń cząsteczek. Nie wibrują jak ciała stałe.
Co to jest konwekcja?
Konwekcja to terminologia używana dla masowych ruchów płynów. Jednak w tym artykule konwekcja ma postać konwekcji ciepła. W przeciwieństwie do przewodzenia konwekcja nie może zachodzić w ciałach stałych. Konwekcja to proces przekazywania energii poprzez bezpośredni transfer materii. W cieczach i gazach, po podgrzaniu od dołu, dolna warstwa płynu zostanie podgrzana. Podgrzana warstwa powietrza następnie rozszerza się, będąc mniej gęstą niż powietrze chłodne; warstwa gorącego powietrza unosi się w postaci prądu konwekcyjnego. Następnie następna warstwa płynu doświadcza tych samych zjawisk. Tymczasem pierwsza warstwa gorącego powietrza jest teraz schładzana i opada. Efekt ten tworzy pętlę przewodzącą, w sposób ciągły uwalniając ciepło pobierane z niższych warstw do górnych warstw. To bardzo ważny wzór w systemach pogodowych. W tym mechanizmie ciepło z powierzchni ziemi jest uwalniane do górnej atmosfery.
Jaka jest różnica między przewodnictwem a konwekcją?
• Przewodzenie ma miejsce we wszystkich mediach, natomiast konwekcja nie jest możliwa w ciałach stałych.
• Konwekcja polega na przepływie materii w dużych ilościach, podczas gdy przewodzenie polega na drganiu materii wokół stałego punktu.
• W systemie zamkniętym utrata ciepła przez konwekcję nie jest możliwa, ale możliwa jest utrata ciepła z przewodzenia.
