Περιεχόμενο
- Μεταφορά θερμότητας μεταφοράς
- Παραδείγματα μεταφοράς
- Μεταφορά θερμότητας Advection
- Παραδείγματα εφαρμογής
- Άλλοι τύποι μεταφοράς θερμότητας
Αν έχετε πιάσει ποτέ τη μεταλλική λαβή του δοχείου που θερμαίνεται πάνω από μια φωτιά στο τραπέζι, έχετε αισθανθεί οδυνηρά τη μεταφορά θερμότητας. Υπάρχουν τέσσερις τρόποι με τους οποίους η θερμότητα μεταφέρεται από το ένα αντικείμενο στο άλλο: αγωγιμότητα, ακτινοβολία, μεταφορά και αφαίρεση. Η θέρμανση σχεδόν πάντα ρέει από το αντικείμενο υψηλότερης θερμοκρασίας στο χαμηλότερο, αλλάζοντας την εσωτερική ενέργεια και των δύο αντικειμένων στη διαδικασία. Η πρωταρχική διαφορά μεταξύ μεταφοράς θερμότητας μεταφοράς και μεταφοράς είναι η κατεύθυνση της ανταλλαγής.
Μεταφορά θερμότητας μεταφοράς
Η μεταφορά θερμότητας με τη μεταφορά συνεπάγεται τη μεταφορά θερμότητας μέσω της κίνησης των σωματιδίων του μέσου. Αυτό το μέσο πρέπει να είναι αέριο ή υγρό, επιτρέποντας έτσι την κίνηση. Η μεταφορά μεταφέρει πάντα θερμότητα στο κατακόρυφο επίπεδο. Η κίνηση αυτή καθοδηγείται από τις διακυμάνσεις της πυκνότητας του μέσου και επομένως της πλευστότητας. Τα θερμαινόμενα σωματίδια διογκώνονται, προκαλώντας την μείωση της πυκνότητας. αυτά τα σωματίδια γίνονται πιο δυνατά από τα περιβάλλοντα σωματίδια, προκαλώντας την άνοδο. Καθώς αυξάνονται, η θερμότητά τους μεταφέρεται σε πιο δροσερά τμήματα του μέσου που βρίσκεται πάνω τους.
Παραδείγματα μεταφοράς
Η μεταφορά θερμότητας με τη μεταφορά πραγματοποιείται όταν θερμαίνεται μια κατσαρόλα νερού. Καθώς τα μόρια νερού πιο κοντά στην πηγή θερμότητας ζεσταίνουν, επεκτείνονται. Αυτή η επέκταση μειώνει την πυκνότητα τους και αρχίζουν να αυξάνονται. αυτό είναι που κάνει το νερό σε μια κατσαρόλα να βράσει. Η ατμόσφαιρα παρέχει επίσης ένα παράδειγμα μεταφοράς θερμότητας μεταφοράς. Όταν ένα πακέτο αέρα θερμαίνεται από ηλιακή ενέργεια - μεταφορά θερμότητας ακτινοβολίας - το πακέτο αέρα επεκτείνεται, μειώνοντας την πυκνότητα του. Αυτό αυξάνει την πλευστότητά του και την αναγκάζει να αυξηθεί στην ατμόσφαιρα. Αυτό δημιουργεί μια ασταθή ατμόσφαιρα με κάθετη ροή αέρα.
Μεταφορά θερμότητας Advection
Η μεταφορά θερμότητας από τη διαφορά διαφέρει από τη μεταφορά, καθώς η κίνηση της θερμότητας περιορίζεται στο οριζόντιο επίπεδο. Αυτός ο τύπος μεταφοράς θερμότητας δεν τροφοδοτείται από μεταβολές της πυκνότητας, αλλά απαιτεί μια εξωτερική δύναμη, όπως είναι ο άνεμος ή τα ρεύματα, να μετατοπίζονται τα σωματίδια του μέσου. Καθώς τα σωματίδια κινούνται οριζόντια σε συστήματα που είναι θερμότερα ή ψυχρότερα, μεταφέρεται θερμότητα.
Παραδείγματα εφαρμογής
Το πρωταρχικό παράδειγμα μεταφοράς θερμότητας advection είναι η κίνηση των μετεωρολογικών μετωμάτων. Αυτά τα μέτωπα αντιπροσωπεύουν αέριες μάζες ψυχρού ή θερμού αέρα που μετακινούνται οριζόντια πάνω στην επιφάνεια από τους ανέμους. καθώς αυτές οι μάζες αέρα συναντούν θερμότερο ή ψυχρότερο αέρα, η θερμότητα ανταλλάσσεται μεταξύ των συστημάτων. Τα ρεύματα του ωκεανού είναι ένα άλλο παράδειγμα μεταφοράς θερμότητας κατά τη μεταφορά. Αντί για κάθετα, τα ρεύματα κινούν ζεστό ή κρύο νερό σε οριζόντιες κατευθύνσεις. Καθώς αυτά τα νερά αλληλεπιδρούν με τις θερμότερες ή πιο δροσερές περιοχές του νερού, ανταλλάσσεται θερμότητα μεταξύ τους.
Άλλοι τύποι μεταφοράς θερμότητας
Οι υπόλοιποι τύποι μεταφοράς θερμότητας είναι η αγωγιμότητα και η ακτινοβολία. Η μεταφορά μεταφέρει θερμότητα από το ένα αντικείμενο στο άλλο χωρίς κίνηση. η θηλή μεταφέρεται από το μόριο στο μόριο. Αυτός ο τύπος μεταφοράς θερμότητας εμφανίζεται μόνο σε στερεά. η λαβή ενός καυτού δοχείου είναι ένα παράδειγμα αγωγής. Η μεταφορά θερμότητας από την ακτινοβολία συνεπάγεται τη μεταφορά θερμότητας από ηλεκτρομαγνητικά κύματα ενέργειας. Ένα παράδειγμα ακτινοβολίας είναι η ηλιακή ακτινοβολία. όταν αυτά τα κύματα χτυπήσουν άλλα σωματίδια, τα προκαλούν να δονηθούν ή να ζεσταθούν.