Vedení vs. proudění | Co je vedení? Co je konvekce?
Vedení a konvekce jsou dva jevy, s nimiž se setkáváme v oblasti tepla a termodynamiky. Tyto dva pojmy jsou velmi důležité, pokud jde o porozumění přenosu tepla. Záření spolu s vedením a konvekcí tvoří tři formy přenosu tepla. Pole jako termodynamika, tepelné motory, systémy umělého počasí, meteorologie a dokonce i naše fyziologie závisí na principech vedení a konvekce. Pro dobré porozumění těmto polím je zásadní dobré porozumění vedení a proudění spolu s radiací. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je vedení a konvekce, důvod vedení a konvekce, jejich podobnosti, jaké jsou každodenní případy, které můžeme pozorovat kvůli vedení a konvekci, jejich podobnosti a nakonec jejich rozdíly.
Co je vedení?
Vedení je definováno jako přenos tepelné energie mezi oblastmi hmoty v důsledku teplotního gradientu. K vedení může docházet v jakémkoli materiálu, ale pokud jde o praxi, vedení se aplikuje pouze na pevné látky. Když se pevné látky zahřívají, atomy a molekuly uvnitř pevné látky vibrují v důsledku kinetické energie přijaté z ohřevu, srážky těchto vibrujících atomů se sousedními atomy způsobí vibraci sousedních atomů, proto jsou vibrace přeneseny na druhý konec pevný. Atomy na povrchu pevné látky uvolňují energii z vibrací do otevřeného prostoru. U rovnoměrné tyče v ustáleném stavu se stranami izolovanými a vystavenými pouze dvěma konci je rychlost tepelného toku přímo úměrná ploše absorpce tepla a teplotního gradientu. Stabilní stav je, když mezi všemi body existuje tepelná rovnováha, což znamená, že teplota bodu se nemění s časem. Plyny a kapaliny také ukazují vedení, ale je to ve formě přímých srážek molekul. Nevibrují jako pevné látky.
Co je konvekce?
Konvekce je terminologie používaná pro hromadné pohyby tekutin. V tomto článku se však za konvekci považuje tepelná konvekce. Na rozdíl od vedení nemůže konvekce probíhat v pevných látkách. Konvekce je proces přenosu energie přímým přenosem hmoty. V kapalinách a plynech se při zahřátí ze dna zahřeje spodní vrstva kapaliny. Vrstva ohřátého vzduchu se poté rozpíná a je méně hustá než chladný vzduch; horkovzdušná vrstva stoupá ve formě konvekčního proudu. Pak další vrstva tekutiny zažívá stejné jevy. Mezitím je první vrstva horkého vzduchu nyní ochlazena a bude sestupovat. Tento efekt vytváří vodivou smyčku, která nepřetržitě uvolňuje teplo odebírané ze spodních vrstev do horních vrstev. Toto je velmi důležitý vzorec v meteorologických systémech. V tomto mechanismu se teplo z povrchu Země uvolňuje do horních vrstev atmosféry.
Jaký je rozdíl mezi vedením a konvekcí?
• Vodivost probíhá ve všech médiích, zatímco v pevných látkách není možné proudění.
• Konvekce zahrnuje tok hmoty v objemech, zatímco vedení zahrnuje hmotu vibrující kolem pevného bodu.
• V uzavřeném systému nejsou možné tepelné ztráty konvekcí, ale jsou možné tepelné ztráty vedením.
