Ero johtavuuden ja konvektion välillä

Johtavuus vs. konvektio | Mikä on johtaminen? Mikä on konvektio?

Johtavuus ja konvektio ovat kaksi ilmiötä, joita kohdataan lämmössä ja termodynamiikassa. Nämä kaksi käsitettä ovat erittäin tärkeitä lämmönsiirron ymmärtämisessä. Säteily sekä johtavuus ja konvektio muodostavat kolme lämmönsiirron muotoa. Alat, kuten termodynamiikka, lämpömoottorit, keinotekoiset sääjärjestelmät, meteorologia ja jopa fysiologiamme, riippuvat johtavuuden ja konvektion periaatteista. On välttämätöntä, että säteilyn lisäksi ymmärretään hyvin johtamisessa ja konvektiossa, jotta näemme nämä kentät hyvin. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä johtavuus ja konvektio ovat, johtamisen ja konvektion syy, niiden yhtäläisyydet, mitkä ovat päivittäiset tapaukset, joita voimme havaita johtavuudesta ja konvektiosta johtuen, niiden samankaltaisuudet ja lopulta niiden erot.

Mikä on johtaminen?

Johtavuus määritellään lämpöenergian siirtämiseksi ainealueiden välillä lämpötilagradientin vuoksi. Johtavuus voi tapahtua missä tahansa materiaalissa, mutta käytännön suhteen johtavuutta sovelletaan vain kiintoaineisiin. Kun kiinteitä aineita kuumennetaan, atomin ja kiinteän aineen sisällä olevat molekyylit värisevät lämmityksestä saadun kineettisen energian takia, näiden värähtelevien atomien törmäykset naapuriatomien kanssa aiheuttavat vierekkäisten atomien värähtelyn, joten värähtelyt siirtyvät toisen osan päähän. kiinteä. Kiinteän aineen pinnalla olevat atomit vapauttavat energian värähtelystä avoimeen tilaan. Yhdenmukaisessa varastossa tasaisessa tilassa, jonka sivut on eristetty ja vain molemmat päät paljastetaan, lämmön virtausnopeus on suoraan verrannollinen lämmön imeytymisen ja lämpötilagradientin pinta-alaan. Vakaa tila on, kun kaikkien pisteiden välillä on lämpötasapaino, mikä tarkoittaa, että pisteen lämpötila ei vaihtele ajan mukaan. Kaasut ja nesteet osoittavat myös johtavuutta, mutta tämä tapahtuu molekyylien suorien törmäysten muodossa. Ne eivät tärise kuin kiinteät aineet.

Mikä on konvektio?

Konvektio on nesteiden irtotavaran liikkeessä käytetty terminologia. Tässä artikkelissa konvektion katsotaan kuitenkin olevan lämpökonvektion muodossa. Toisin kuin johtavuus, konvektio ei voi tapahtua kiinteissä aineissa. Konvektio on prosessin siirtäminen energian kautta suora aineensiirto. Nesteissä ja kaasuissa, kun niitä lämmitetään alhaalta, nesteen pohjakerros lämmitetään. Lämmitetty ilmakerros laajenee sitten, oleen vähemmän tiheä kuin viileä ilma; kuuma ilmakerros nousee konvektiovirran muodossa. Sitten seuraavalla nestekerroksella on samat ilmiöt. Sillä välin ensimmäinen kuuma ilmakerros jäähdytetään nyt ja se tulee alas. Tämä vaikutus luo johtosilmukan, vapauttaen jatkuvasti alemmista kerroksista otettua lämpöä yläkerroksiin. Tämä on erittäin tärkeä malli sääjärjestelmissä. Maapallon pinnalta tuleva lämpö vapautuu ylempään ilmakehään tässä mekanismissa.