Ero konvektion ja säteilyn välillä

Konvektio vs säteily

Konvektio ja säteily ovat kaksi prosessia, joista keskustellaan lämmön alalla. Konvektio on menetelmä lämmön siirtämiseksi liikkuvilla hiukkasilla. Säteily ei vaadi hiukkasia tai väliainetta energian siirtämiseksi. Nämä molemmat prosessit ovat erittäin tärkeitä monilla aloilla. Näitä käsitteitä käytetään laajalti lämpö- ja termodynamiikassa, ilmakehätieteessä, sääanalyyseissä, ilmastoanalyysissä, nestemekaniikassa ja jopa lääketieteissä. On elintärkeää, että näistä käsitteistä ymmärretään asianmukaisesti, jotta voimme menestyä sellaisilla aloilla, joilla näitä käsitteitä käytetään paljon. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä ovat konvektio ja säteily, niiden määritelmät, konvektion ja säteilyn sovellukset, niiden yhtäläisyydet ja lopuksi ero konvektion ja säteilyn välillä.

Mikä on säteily?

Sähkömagneettinen säteily tai yleisesti tunnettu säteily- tai EM-säteilynä on lämmönsiirtomenetelmä. Sähkömagneettista säteilyä ehdotti ensin James Clerk Maxwell. Tämän vahvisti myöhemmin Heinrich Hertz, joka tuotti onnistuneesti ensimmäisen EM-aallon. Maxwell laski sähkö- ja magneettiaaltojen aaltomuodon ja ennusti onnistuneesti näiden aaltojen nopeuden. Koska tämä aallonopeus oli yhtä suuri kuin valon nopeuden kokeellinen arvo, Maxwell ehdotti myös, että valo oli itse asiassa eräs EM-aaltojen muoto. Sähkömagneettisilla aalloilla on sekä sähkökenttä että magneettikenttä, joka värähtelee kohtisuorassa toisiinsa nähden ja kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan nähden. Kaikilla sähkömagneettisilla aalloilla on sama nopeus tyhjiössä. Sähkömagneettisen aallon taajuus päättää siihen varastoituneen energian. Myöhemmin kvanttimekaniikkaa käyttämällä osoitettiin, että nämä aallot ovat itse asiassa paketteja aaltoja. Tämän paketin energia riippuu aallon taajuudesta. Tämä avasi aineen aaltohiukkasten kaksinaisuuden kentän. Nyt voidaan nähdä, että sähkömagneettista säteilyä voidaan pitää aalloina ja hiukkasina. Kohde, joka on sijoitettu mihin tahansa lämpötilaan absoluuttisen nollan yläpuolelle, emittoi EM-aaltoja jokaisella aallonpituudella. Energia, jonka emittoitu enimmäismäärä fotoneja riippuu kehon lämpötilasta.

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 alakerros kuumennetaan ensin. Kuumennettu ilmakerros laajenee sitten; ollessa vähemmän tiheä kuin viileä ilma, kuumailmakerros 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.