Vedenie verzus konvekcia | Čo je to vedenie? Čo je konvekcia?
Vedenie a konvekcia sú dva javy, s ktorými sa stretávame v oblasti tepla a termodynamiky. Tieto dva pojmy sú veľmi dôležité, pokiaľ ide o pochopenie prenosu tepla. Žiarenie spolu s vedením a konvekciou tvoria tri formy prenosu tepla. Oblasti ako termodynamika, tepelné motory, systémy umelého počasia, meteorológia a dokonca aj naša fyziológia závisia od princípov vedenia a konvekcie. Aby ste dobre porozumeli týmto poliam, je dôležité dobre porozumieť vodivosti a konvekcii spolu so žiarením. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je vodivosť a konvekcia, o dôvode vodivosti a konvekcii, o ich podobnostiach, o tom, aké sú každodenné udalosti, ktoré môžeme pozorovať v dôsledku kondukcie a konvekcie, o ich podobnostiach a nakoniec o rozdieloch.
Čo je vedenie?
Kondukcia je definovaná ako prenos tepelnej energie medzi oblasťami hmoty v dôsledku teplotného gradientu. K vodivosti môže dôjsť v akomkoľvek materiáli, ale pokiaľ ide o prax, vodivosť sa vzťahuje iba na tuhé látky. Keď sa pevné látky zahrievajú, atómy a molekuly vo vnútri pevnej látky vibrujú v dôsledku kinetickej energie získanej zohrievaním, zrážky týchto vibrujúcich atómov so susednými atómami spôsobia, že susedné atómy vibrujú, a preto sa vibrácie prenesú na druhý koniec pevný. Atómy na povrchu pevnej látky uvoľňujú energiu z vibrácií do otvoreného priestoru. Pre rovnomernú tyč v ustálenom stave s izolovanými stranami a odkryté iba dva konce je rýchlosť tepelného toku priamo úmerná oblasti absorpcie tepla a teplotnému gradientu. Ustálený stav je, keď medzi všetkými bodmi existuje tepelná rovnováha, čo znamená, že teplota bodu sa v čase nemení. Plyny a kvapaliny tiež vykazujú vodivosť, ale je to vo forme priamych zrážok molekúl. Nevibrujú ako pevné látky.
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 ohrieva spodná vrstva tekutiny. Ohriata vzduchová vrstva sa potom roztiahne a 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 kondukciou a konvekciou?
• Kondukcia prebieha vo všetkých médiách, zatiaľ čo konvekcia nie je možná v pevných látkach.
• Konvekcia zahŕňa prúdenie hmoty vo veľkom, zatiaľ čo vedenie zahŕňa vibráciu hmoty okolo pevného bodu.
• V uzavretom systéme nie sú tepelné straty konvekciou možné, ale tepelné straty vedením sú možné.
