Różnica między przewodzeniem a konwekcją

Przewodnictwo a konwekcja | Co to jest przewodnictwo? Co to jest konwekcja?

Przewodnictwo i konwekcja to dwa zjawiska występujące w cieple i termodynamice. Te dwie koncepcje są bardzo ważne, jeśli chodzi o zrozumienie wymiany ciepła. Promieniowanie wraz z przewodzeniem i konwekcją stanowią trzy formy wymiany ciepła. Dziedziny takie jak termodynamika, silniki cieplne, systemy sztucznej pogody, meteorologia, a nawet nasza fizjologia zależą od zasad przewodzenia 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, powód przewodzenia i konwekcji, ich podobieństwa, jakie są codzienne zdarzenia, które możemy obserwować z powodu przewodzenia i konwekcji, ich podobieństwa i wreszcie ich różnice.

Co to jest przewodnictwo?

Przewodnictwo definiuje się jako transfer energii cieplnej między regionami materii z powodu gradientu temperatury. Przewodzenie może mieć miejsce w dowolnym materiale, ale jeśli chodzi o praktykę, przewodzenie dotyczy tylko ciał stałych. Gdy ciała stałe są ogrzewane, atomy i cząsteczki wewnątrz ciała stałego wibrują na skutek energii kinetycznej otrzymywanej z ogrzewania, zderzenia tych wibrujących atomów z sąsiednimi atomami powodują wibrację sąsiednich atomów, dlatego wibracje przenoszone są na drugi koniec solidny. Atomy na powierzchni ciała stałego uwalniają energię z wibracji na otwartą przestrzeń. W przypadku równomiernego pręta w stanie ustalonym z izolowanymi bokami i tylko dwoma końcami są odsłonięte, szybkość przepływu ciepła jest wprost proporcjonalna do obszaru absorpcji ciepła i gradientu temperatury. Stan ustalony występuje wtedy, gdy istnieje równowaga termiczna między wszystkimi punktami, co oznacza, że ​​temperatura punktu nie zmienia się w czasie. Gazy i płyny również wykazują przewodnictwo, ale ma to postać bezpośrednich zderzeń cząsteczek. Nie wibrują jak ciała stałe.

Co to jest konwekcja?

Konwekcja to terminologia stosowana do masowych ruchów płynów. Jednak w tym artykule przyjęto, że konwekcja ma postać konwekcji cieplnej. W przeciwieństwie do przewodnictwa 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. Ogrzana warstwa powietrza rozszerza się, będąc mniej gęsta niż chłodne powietrze; warstwa gorącego powietrza unosi się w postaci prądu konwekcyjnego. Następnie następna warstwa płynu doświadcza tych samych zjawisk. Tymczasem pierwsza warstwa gorącego powietrza jest teraz chłodzona i spadnie. Efekt ten tworzy pętlę przewodzącą, uwalniając w sposób ciągły ciepło pobierane z dolnych warstw do górnych warstw. Jest to bardzo ważny wzorzec w systemach pogodowych. W tym mechanizmie ciepło z powierzchni ziemi jest uwalniane do górnej atmosfery.