Konvekcia vs žiarenie
Konvekcia a žiarenie sú dva procesy diskutované v oblasti tepla. Konvekcia je spôsob prenosu tepla pomocou pohybujúcich sa častíc. Žiarenie nevyžaduje častice ani médium na prenos energie. Oba tieto procesy sú veľmi dôležité v mnohých oblastiach. Tieto koncepty sú široko používané v tepelnej a termodynamike, atmosfére, analýze počasia, klimatickej analýze, mechanike tekutín a dokonca aj v lekárskych vedách. Je nevyhnutné správne porozumieť týmto pojmom, aby ste mohli vyniknúť v oblastiach, ktoré tieto pojmy intenzívne využívajú. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je konvekcia a žiarenie, ich definície, aplikácie konvekcie a žiarenia, ich podobnosti a nakoniec rozdiel medzi konvekciou a žiarením.
Čo je to žiarenie?
Elektromagnetické žiarenie alebo bežne známe ako žiarenie alebo EM žiarenie je spôsob prenosu tepla. Elektromagnetické žiarenie prvýkrát navrhol James Clerk Maxwell. Neskôr to potvrdil Heinrich Hertz, ktorý úspešne vyrobil prvú EM vlnu. Maxwell odvodil tvar vlny pre elektrické a magnetické vlny a úspešne predpovedal rýchlosť týchto vĺn. Pretože táto rýchlosť vlny sa rovnala experimentálnej hodnote rýchlosti svetla, Maxwell tiež navrhol, že svetlo bolo v skutočnosti formou EM vĺn. Elektromagnetické vlny majú elektrické aj magnetické pole, ktoré osciluje navzájom kolmo a kolmo na smer šírenia vlny. Všetky elektromagnetické vlny majú vo vákuu rovnakú rýchlosť. Frekvencia elektromagnetickej vlny rozhoduje o energii v nej uloženej. Neskôr sa pomocou kvantovej mechaniky ukázalo, že tieto vlny sú v skutočnosti balíčky vĺn. Energia tohto paketu závisí od frekvencie vlny. Tým sa otvorilo pole vlnovo-časticovej duality hmoty. Teraz je možné vidieť, že elektromagnetické žiarenie možno považovať za vlny a častice. Objekt, ktorý je umiestnený pri akejkoľvek teplote nad absolútnou nulou, bude vyžarovať EM vlny každej vlnovej dĺžky. Energia, ktorú vyžaruje maximálny počet fotónov, závisí od teploty telesa.
Čo je prúdenie?
Konvekcia je terminológia používaná pre objemové pohyby tekutín. V tomto článku sa však konvekcia chápe ako konvekcia tepla. Na rozdiel od vedenia nemôže v pevných látkach prebiehať konvekcia. Konvekcia je proces prenosu energie priamym prenosom hmoty. V kvapalinách a plynoch sa pri zahrievaní zospodu najskôr zohreje spodná vrstva tekutiny. Ohriata vzduchová vrstva sa potom roztiahne; je menej hustá ako studený vzduch, vrstva horúceho vzduchu stúpa vo forme konvekčného prúdu. Potom ďalšia vrstva tekutiny zažíva rovnaký jav. Medzitým je prvá vrstva horúceho vzduchu teraz ochladená a bude klesať. Tento efekt vytvára vodivú slučku, ktorá nepretržite uvoľňuje teplo odobraté zo spodných vrstiev do horných vrstiev. Toto je veľmi dôležitý vzorec v poveternostných systémoch. Teplo z povrchu Zeme sa týmto mechanizmom uvoľňuje do hornej atmosféry.
Aký je rozdiel medzi konvekciou a žiarením?
• Aby došlo ku konvekcii, musí byť okolo vyhrievaného telesa prítomné médium s pohyblivými časticami. Žiarenie nevyžaduje žiadne médium.
• Prenos tepla sálaním je rýchlejší ako prenos tepla konvekciou.
• Konvekcia vždy odvádza teplo preč od gravitácie, zatiaľ čo žiarenie je vyžarované v každom smere.
