Konvekcija proti sevanju
Konvekcija in sevanje sta dva procesa, o katerih razpravljamo na področju toplote. Konvekcija je metoda prenosa toplote s pomočjo gibajočih se delcev. Sevanje ne potrebuje delcev ali medija za prenos energije. Oba procesa sta zelo pomembna na številnih področjih. Ti koncepti se pogosto uporabljajo v toploti in termodinamiki, znanosti o atmosferi, analizi vremena, analizi podnebja, mehaniki tekočin in celo medicinskih znanostih. Ključnega pomena je pravilno razumevanje teh konceptov, da bi bili odlični na področjih, kjer se ti koncepti pogosto uporabljajo. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta konvekcija in sevanje, njuni definiciji, uporabi konvekcije in sevanja, njuni podobnosti in končno razlika med konvekcijo in sevanjem.
Kaj je sevanje?
Elektromagnetno sevanje ali splošno znano kot sevanje ali EM sevanje je metoda prenosa toplote. Elektromagnetno sevanje je prvi predlagal James Clerk Maxwell. To je kasneje potrdil Heinrich Hertz, ki je uspešno izdelal prvi EM val. Maxwell je izpeljal valovno obliko za električne in magnetne valove in uspešno napovedal hitrost teh valov. Ker je bila ta hitrost valovanja enaka eksperimentalni vrednosti hitrosti svetlobe, je Maxwell tudi predlagal, da je svetloba dejansko oblika EM valovanja. Elektromagnetno valovanje ima tako električno polje kot magnetno polje, ki nihata pravokotno drug na drugega in pravokotno na smer širjenja valov. Vsi elektromagnetni valovi imajo v vakuumu enako hitrost. Frekvenca elektromagnetnega valovanja določa energijo, shranjeno v njem. Kasneje je bilo s kvantno mehaniko dokazano, da so ti valovi pravzaprav paketi valov. Energija tega paketa je odvisna od frekvence valovanja. To je odprlo področje valovno-delčne dualnosti snovi. Zdaj lahko vidimo, da lahko elektromagnetno sevanje obravnavamo kot valove in delce. Predmet, ki je postavljen pri kateri koli temperaturi nad absolutno ničlo, bo oddajal EM valove vseh valovnih dolžin. Energija, ki jo odda največje število fotonov, je odvisna od temperature telesa.
Kaj je konvekcija?
Konvekcija je terminologija, ki se uporablja za množična gibanja tekočin. Vendar pa je v tem članku konvekcija obravnavana kot konvekcija toplote. Za razliko od prevodnosti konvekcija ne more potekati v trdnih snoveh. Konvekcija je proces prenosa energije z neposrednim prenosom snovi. Pri tekočinah in plinih se pri segrevanju od spodaj najprej segreje spodnja plast tekočine. Ogreta zračna plast se nato razširi; Ker je gostota manjša od hladnega zraka, se plast vročega zraka dvigne v obliki konvekcijskega toka. Nato naslednja plast tekočine doživlja iste pojave. Medtem je prva plast vročega zraka zdaj ohlajena in se bo spustila. Ta učinek ustvarja prevodno zanko, ki nenehno sprošča toploto, odvzeto iz spodnjih plasti v zgornje plasti. To je zelo pomemben vzorec v vremenskih sistemih. V tem mehanizmu se toplota s površine zemlje sprosti v zgornjo atmosfero.
Kakšna je razlika med konvekcijo in sevanjem?
• Za nastanek konvekcije mora biti okoli segretega telesa medij s gibljivimi delci. Sevanje ne zahteva nobenega medija.
• Prenos toplote s sevanjem je hitrejši od prenosa toplote s konvekcijo.
• Konvekcija vedno odvaja toploto stran od gravitacije, medtem ko se sevanje oddaja v vse smeri.
