Vadītspēja pret konvekciju | Kas ir vadīšana? Kas ir konvekcija?
Vadītspēja un konvekcija ir divas siltuma un termodinamikas parādības. Šie divi jēdzieni ir ļoti svarīgi, lai saprastu siltuma pārnesi. Starojums kopā ar vadītspēju un konvekciju veido trīs siltuma pārneses veidus. Tādas jomas kā termodinamika, siltumdzinēji, mākslīgās laikapstākļu sistēmas, meteoroloģija un pat mūsu fizioloģija ir atkarīgas no vadītspējas un konvekcijas principiem. Ir ļoti svarīgi labi izprast vadītspēju un konvekciju, kā arī starojumu, lai labi izprastu šos laukus. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir vadītspēja un konvekcija, vadīšanas un konvekcijas iemesls, to līdzības, kādi ir ikdienas incidenti, ko varam novērot vadītspējas un konvekcijas dēļ, to līdzības un visbeidzot atšķirības.
Kas ir vadītspēja?
Vadītspēja ir definēta kā siltumenerģijas pārnešana starp vielas reģioniem temperatūras gradienta dēļ. Vadītspēja var notikt jebkurā materiālā, bet, ciktāl tas attiecas uz praksi, vadītspēja tiek piemērota tikai cietām vielām. Cietās vielas karsējot, atomi un molekulas cietās vielas iekšpusē vibrē kinētiskās enerģijas dēļ, kas tiek saņemta no karsēšanas, šo vibrējošo atomu sadursmes ar blakus esošajiem atomiem izraisa blakus esošo atomu vibrāciju, līdz ar to vibrācijas tiek pārnestas uz otru galu. ciets. Cietās vielas virsmas atomi atbrīvo enerģiju no vibrācijas uz atklāto telpu. Vienmērīgam stienim vienmērīgā stāvoklī ar izolētām malām un tikai abiem galiem ir pakļauti siltuma plūsmas ātrums ir tieši proporcionāls siltuma absorbcijas laukumam un temperatūras gradientam. Stabils stāvoklis ir tad, kad starp visiem punktiem ir termiskais līdzsvars, kas nozīmē, ka punkta temperatūra laika gaitā nemainās. Gāzes un šķidrumi arī parāda vadītspēju, bet tas notiek tiešu molekulu sadursmju veidā. Tie nevibrē kā cietas vielas.
Kas ir konvekcija?
Konvekcija ir terminoloģija, ko lieto lielapjoma šķidrumu kustībām. Tomēr šajā rakstā konvekcija tiek uzskatīta par siltuma konvekcijas formu. Atšķirībā no vadītspējas, konvekcija nevar notikt cietās vielās. Konvekcija ir enerģijas pārnešanas process, izmantojot tiešu vielu pārnesi. Šķidrumos un gāzēs, sildot no apakšas, tiks uzkarsēts šķidruma apakšējais slānis. Pēc tam sakarsētais gaisa slānis izplešas, un tas ir mazāk blīvs nekā vēsais gaiss; karstā gaisa slānis paceļas konvekcijas strāvas veidā. Tad nākamais šķidruma slānis piedzīvo tādas pašas parādības. Tikmēr pirmais karstā gaisa slānis tagad ir atdzisis, un tas nolaidīsies. Šis efekts rada vadīšanas cilpu, nepārtraukti atbrīvojot no apakšējiem slāņiem uzņemto siltumu uz augšējiem slāņiem. Tas ir ļoti svarīgs modelis laikapstākļu sistēmās. Šajā mehānismā siltums no zemes virsmas tiek novadīts atmosfēras augšējos slāņos.
Kāda ir atšķirība starp vadītspēju un konvekciju?
• Vadīšana notiek visos nesējos, savukārt konvekcija nav iespējama cietos vielos.
• Konvekcija ietver vielas plūsmu masveidā, savukārt vadītspēja ietver vielas vibrāciju ap fiksētu punktu.
• Slēgtā sistēmā siltuma zudumi konvekcijas ceļā nav iespējami, taču ir iespējami siltuma zudumi no vadītspējas.
