Съдържание
- Конвекционен топлообмен
- Примери за конвекция
- Адвекционен топлопренос
- Примери за адвекция
- Други видове топлообмен
Ако някога сте вдигнали металната дръжка на тиган, който се нагрява върху огън, то сте преживели болезненото пренасяне на болестта. Има четири начина, по които топлината се предава от един обект на друг: проводимост, излъчване, конвекция и адвекция. Топлината почти винаги тече от обекта с най-висока температура към този с най-ниска температура, променяйки вътрешната си енергия по време на процеса. Основната разлика между конвекцията и адвекцията е посоката на обмен.
Конвекционен топлообмен
Конвекционният топлопренос включва трансфер на топлина чрез движение на частици в средата. Тази среда трябва да е газ или течност, която позволява движение. Конвекцията винаги пренася топлина във вертикалната равнина и това движение се предизвиква от вариациите в плътността на средата и следователно плаваемостта. Нагрятите частици се разширяват, намалявайки плътността; тези частици след това стават по-динамични от околните частици, което ги кара да се издигат. С покачването им топлината се пренася в най-студените части, разположени над тях.
Примери за конвекция
Конвекционният пренос на топлина се получава, когато съд с вода се нагрява. Водните молекули в близост до източника на топлина се разширяват. Това разширяване намалява плътността му и те започват да се покачват; това е, което кара водата в тенджерата да заври. Атмосферата също така дава пример за пренос на топлина чрез конвекция. Когато въздушен пакет се нагрява от слънчева енергия - радиационен топлопренос - въздушният пакет се разширява, намалявайки плътността си. Това увеличава плаваемостта му и го кара да се издига в атмосферата; това създава нестабилна атмосфера с вертикален въздушен поток.
Адвекционен топлопренос
Топлопредаването чрез адвекция се различава от конвекцията, тъй като движението на топлината е ограничено до хоризонталната равнина. Този тип пренос не се подхранва от вариации в плътността, но изисква външна сила, като вятър или течения, за да измести частиците в средата. Тъй като частиците се движат хоризонтално в системи, които са по-горещи или по-студени, топлината се предава.
Примери за адвекция
Основният пример за пренос на топлина чрез адвекция е движението на метеорологичните фронтове. Тези фронтове представляват маси от студен или горещ въздух, преместени хоризонтално от вятъра по повърхността; когато тези въздушни маси срещнат най-топлия или най-студения въздух, топлината се обменя между системите. Океанските течения са друг пример за адвекционен топлопренос. Вместо вертикално, теченията движат топла или студена вода в хоризонтални посоки; тъй като тези води взаимодействат с по-горещи или по-студени области на водата, топлината се обменя между тях.
Други видове топлообмен
Останалите видове топлообмен са: проводимост и радиация. Прехвърлянията чрез провеждане на топлина от един обект на друг се извършват без движение; топлината се предава от една молекула на друга. Този вид пренос на топлина се среща само в твърди вещества; дръжката на горещ тиган е пример. Предаването на топлина чрез радиация включва пренос на топлина от електромагнитни вълни на енергия. Пример за радиация е слънчевата светлина; когато вълните удрят други частици, те започват да вибрират или да се нагряват.