Vedení vs konvekce | Co je vedení? Co je konvekce?
Vedení a konvekce jsou dva jevy, se kterými se setkáváme v oblasti tepla a termodynamiky. Tyto dva pojmy jsou velmi důležité, pokud jde o pochopení přenosu tepla. Radiace spolu s vedením a konvekcí tvoří tři formy přenosu tepla. Obory jako termodynamika, tepelné motory, umělé meteorologické systémy, meteorologie a dokonce i naše fyziologie závisí na principech vedení a konvekce. Aby bylo možné těmto polím dobře porozumět, je důležité dobře rozumět vedení a proudění spolu se zářením. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je to kondukce a konvekce, o důvodech pro kondukci a konvekci, o jejich podobnostech, jaké jsou každodenní události, které můžeme pozorovat v důsledku kondukce a konvekce, jejich podobnosti a nakonec jejich rozdíly.
Co je vedení?
Vedení je definováno jako přenos tepelné energie mezi oblastmi hmoty v důsledku teplotního gradientu. K vodivosti může dojít v jakémkoli materiálu, ale pokud jde o praxi, vodivost se vztahuje pouze na pevné látky. Když se pevné látky zahřejí, atomy a molekuly uvnitř pevné látky vibrují v důsledku kinetické energie přijaté zahříváním, srážky těchto vibrujících atomů se sousedními atomy způsobí, že sousední atomy vibrují, a proto se vibrace přenášejí na druhý konec pevný. Atomy na povrchu pevné látky uvolňují energii z vibrací do otevřeného prostoru. U stejnoměrné tyče v ustáleném stavu s izolovanými stranami a odkrytými pouze dvěma konci je rychlost tepelného toku přímo úměrná oblasti absorpce tepla a teplotnímu gradientu. Ustálený stav je, když mezi všemi body existuje tepelná rovnováha, což znamená, že teplota bodu se v čase nemění. Plyny a kapaliny také vykazují vodivost, ale to je ve formě přímých srážek molekul. Nevibrují jako pevné látky.
Co je konvekce?
Konvekce je terminologie používaná pro hromadné pohyby tekutin. V tomto článku je však konvekce chápána jako konvekce tepla. Na rozdíl od vedení nemůže konvekce probíhat v pevných látkách. Konvekce je proces přenosu energie přímým přenosem hmoty. V kapalinách a plynech se při zahřívání zespodu ohřívá spodní vrstva tekutiny. Ohřátá vzduchová vrstva se pak rozpíná a je méně hustá než studený vzduch; vrstva horkého vzduchu stoupá ve formě konvekčního proudu. Potom další vrstva tekutiny zažívá stejný jev. Mezitím je první vrstva horkého vzduchu nyní ochlazena a dojde k jejímu poklesu. Tento efekt vytváří vodivostní smyčku, která nepřetržitě uvolňuje teplo odebrané ze spodních vrstev do horních vrstev. To je velmi důležitý vzorec v povětrnostních systémech. Teplo z povrchu Země se tímto mechanismem uvolňuje do horních vrstev atmosféry.
Jaký je rozdíl mezi kondukcí a konvekcí?
• Vedení probíhá ve všech médiích, zatímco konvekce není možná u pevných látek.
• Konvekce zahrnuje proudění hmoty ve velkém, zatímco vedení zahrnuje vibraci hmoty kolem pevného bodu.
• V uzavřeném systému nejsou tepelné ztráty konvekcí možné, ale tepelné ztráty vedením jsou možné.
