Зміст
- Конвекційний теплообмін
- Приклади конвекції
- Адвекція теплопередачі
- Приклади адвекції
- Інші види теплообміну
Якщо ви вже підняли металеву ручку сковороди, що нагрівається над вогнем, ви відчули болісну передачу тепла. Є чотири способи передачі тепла від одного об'єкта до іншого: провідність, випромінювання, конвекція і адвекція. Тепло майже завжди тече від об'єкта з найвищою температурою до найнижчої температури, змінюючи внутрішню енергію двох під час процесу. Основною відмінністю між конвекцією і адвекцією є напрямок обміну.
Конвекційний теплообмін
Конвекційний теплообмін передбачає передачу тепла через рух частинок в середовищі. Це середовище повинно бути газом або рідиною, що дозволяє рухатися. Конвекція завжди передає тепло у вертикальній площині, і цей рух викликається варіаціями щільності середовища і, отже, плавучості. Нагріті частинки розширюються, зменшуючи щільність; ці частинки потім стають більш динамічними, ніж навколишні частинки, що змушує їх підніматися. По мірі їх підйому тепло передається на більш прохолодні частини, розташовані над ними.
Приклади конвекції
Конвекційний теплообмін відбувається при нагріванні сковороди з водою. Молекули води поруч із джерелом тепла розширюються. Це розширення зменшує їх щільність і вони починають зростати; це те, що змушує воду закипати. Атмосфера також забезпечує приклад теплопередачі конвекцією. Коли повітряний пакет нагрівається за рахунок сонячної енергії - теплопередачі випромінюванням - повітряний пакет розширюється, зменшуючи його щільність. Це збільшує його плавучість і призводить до підвищення його в атмосфері; це створює нестійку атмосферу з вертикальним потоком повітря.
Адвекція теплопередачі
Адвекційний тепловіддача відрізняється від конвекційної, оскільки тепловий рух приурочений до горизонтальної площини. Цей тип передачі не піддається змінам щільності, але вимагає зовнішньої сили, такої як вітер або повітряні потоки, щоб витіснити частинки з середовища. Оскільки частинки рухаються горизонтально в системах, які є більш теплими або холодними, тепло передається.
Приклади адвекції
Основним прикладом адвекційного теплообміну є рух фронтів погоди. Ці фронти являють собою маси холодного або гарячого повітря, що рухаються горизонтально через вітри на поверхні; коли ці повітряні маси знаходять повітря тепліше або холодніше, тепло обмінюється між системами. Океанські струми є ще одним прикладом теплопередачі шляхом адвекції. Замість вертикально, струми переміщують гарячу або холодну воду в горизонтальному напрямку; оскільки ці води взаємодіють з більш теплими або холодними зонами води, тепло обмінюється між ними.
Інші види теплообміну
Інші типи теплообміну: провідність і випромінювання. Передачі через провідність тепла від одного об'єкта до іншого здійснюються без руху; тепло передається від однієї молекули до іншої. Цей тип теплопередачі відбувається тільки в твердих тілах; ручкою гарячої каструлі є приклад. Передача тепла через випромінювання передбачає передачу тепла електромагнітними хвилями енергії. Прикладом випромінювання є сонячне світло; коли хвилі вражають інші частинки, вони починають вібрувати або нагріватися.