Съдържание
- Конвекционен топлопренос
- Примери за конвекция
- Адвекционен топлопренос
- Примери за адвекция
- Други видове пренос на топлина
Ако някога сте хванали металната дръжка на саксия, загрята над огън, болезнено сте преживели топлопредаване. Има четири начина, по които топлината се прехвърля от един обект в друг: проводимост, излъчване, конвекция и адвекция. Топлината почти винаги тече от обект с по-висока температура към по-ниска, променяйки вътрешната енергия и на двата обекта в процеса. Основната разлика между конвекционния и адвекционния топлопренос е посоката на обмена.
Конвекционен топлопренос
Конвекционният топлопренос включва пренасянето на топлина чрез движението на частиците на средата. Тази среда трябва да е газ или течност, като по този начин позволява движение. Конвекцията винаги предава топлина във вертикалната равнина. Това движение се задвижва от различия в плътността на средата и, следователно, плаваемост. Загрятите частици се разширяват, причинявайки им намаляване на плътността; тези частици стават по-плаващи в сравнение с околните частици, причинявайки им нарастване. Докато те се покачват, топлината им се прехвърля към по-хладни части на средата, разположена над тях.
Примери за конвекция
Конвекционният топлопренос се извършва при нагряване на съд с вода. Тъй като водните молекули, най-близки до източника на топлина, се затоплят, те се разширяват. Това разширяване намалява плътността им и те започват да се покачват; това е причината да ври вода в саксия. Атмосферата също дава пример за конвекционен топлопренос. Когато пакет въздух се загрява от слънчева енергия - радиационен пренос на топлина - въздушният пакет се разширява, намалявайки плътността му. Това увеличава плаваемостта му и причинява покачване в атмосферата. Това създава нестабилна атмосфера с вертикален поток въздух.
Адвекционен топлопренос
Адвекционният топлопренос се различава от конвекцията по това, че движението на топлината е ограничено до хоризонталната равнина. Този тип пренос на топлина не се задвижва от промени в плътността, а по-скоро изисква външна сила, като вятър или течения, за да измести частиците на средата. Докато частиците се движат хоризонтално в системи, които са по-горещи или студени, топлината се прехвърля.
Примери за адвекция
Основният пример за адвекционен топлопренос е движението на метеорологичните фронтове. Тези фронтове представляват въздушни маси от студен или топъл въздух, които се движат хоризонтално над повърхността от ветрове; тъй като тези въздушни маси срещат по-топъл или по-хладен въздух, топлината се обменя между системите. Океанските течения са друг пример за адвекционен пренос на топлина. Вместо вертикално теченията се движат топла или студена вода в хоризонтални посоки. Докато тези води взаимодействат с по-топлите или по-хладни области на водата, топлината се обменя между тях.
Други видове пренос на топлина
Останалите видове пренос на топлина са проводимост и радиация. Провеждането пренася топлина от един обект в друг без движение; биберонът се прехвърля от молекула в молекула. Този вид пренос на топлина се извършва само в твърди частици; дръжката на гореща тенджера е пример за проводимост. Радиационният топлопренос включва пренасянето на топлина чрез електромагнитни вълни на енергия. Пример за радиация е слънчевата светлина; когато тези вълни удрят други частици, те причиняват да вибрират или затоплят.