Съдържание
- Конвективен топлообмен
- Примери за конвекция
- Пренасяне на топлината
- Примери за адвекция
- Други видове пренос на топлина
Ако вече сте взели металната дръжка на тава, която се нагрява над огъня, сте преживели болезнен пренос на топлина. Има четири начина, по които топлината се прехвърля от един обект на друг: проводимост, радиация, конвекция и адвекция. Топлината почти винаги тече от обекта с най-високата температура до най-ниската температура, като променя вътрешната енергия на двамата по време на процеса. Основната разлика между конвекция и адвекция е посоката на обмена.
Конвективен топлообмен
Конвекционният топлообмен включва пренос на топлина чрез движението на частиците в средата. Тази среда трябва да бъде газ или течност, която позволява движение. Конвекцията винаги прехвърля топлината във вертикалната равнина и това движение се задейства от вариации в плътността на средата и следователно с плаваемост. Нагретите частици се разширяват, намалявайки плътността; тези частици след това стават по-динамични от околните частици, което ги кара да се издигат. Тъй като те се издигат, топлината се прехвърля към по-хладните части, разположени над тях.
Примери за конвекция
Конвекторният топлообмен настъпва, когато се нагрява тава с вода. Водните молекули до източника на топлина се разширяват. Това разширяване намалява тяхната плътност и те започват да нарастват; това е, което прави водата в тенджера да заври. Атмосферата също дава пример за пренос на топлина чрез конвекция. Когато въздушният пакет се нагрява от слънчевата енергия - топлопредаването чрез радиация - въздушният пакет се разширява, намалявайки неговата плътност. Това увеличава неговата плаваемост и я кара да се издига в атмосферата; това създава нестабилна атмосфера с вертикален въздушен поток.
Пренасяне на топлината
Адвекционният топлообмен се различава от този чрез конвекция, защото топлинното движение е ограничено до хоризонталната равнина. Този тип трансфер не се захранва от промени в плътността, но изисква външна сила, като вятър или въздушни течения, за да измести частиците от средата. Тъй като частиците се движат хоризонтално в системи, които са по-топли или по-студени, топлината се прехвърля.
Примери за адвекция
Основният пример за адвективен топлообмен е движението на метеорологичните фронтове. Тези фронтове представляват маси от студен или горещ въздух, движени хоризонтално през ветровете по повърхността; когато тези въздушни маси намират въздуха по-топъл или по-студен, топлината се обменя между системите. Океанските течения са друг пример за пренос на топлина чрез адвекция. Вместо вертикално, токовете преместват горещата или студената вода в хоризонтални посоки; тъй като тези води взаимодействат с по-топлите или по-студените части на водата, топлината се обменя между тях.
Други видове пренос на топлина
Останалите видове пренос на топлина са: проводимост и радиация. Прехвърлянето чрез провеждане на топлина от един обект към друг се извършва без движение; топлината се прехвърля от една молекула към друга. Този вид пренос на топлина се осъществява само в твърди вещества; пример за това е дръжката на гореща тава. Прехвърлянето на топлина чрез радиация включва пренос на топлина от електромагнитни вълни на енергия. Пример за радиация е слънчевата светлина; когато вълните ударят други частици, те започват да вибрират или да се нагряват.