Konvekcijas un starojuma atšķirība

Konvekcija vs radiācija

Konvekcija un starojums ir divi procesi, kas tiek apspriesti siltuma jomā. Konvekcija ir siltuma pārneses metode, izmantojot kustīgas daļiņas. Starojumam enerģijas pārnešanai nav vajadzīgas daļiņas vai barotne. Abi šie procesi ir ļoti svarīgi daudzās jomās. Šīs koncepcijas plaši izmanto siltuma un termodinamikā, atmosfēras zinātnē, laika apstākļu analīzē, klimata analīzē, šķidruma mehānikā un pat medicīnas zinātnēs. Ir ļoti svarīgi pareizi saprast šos jēdzienus, lai izceltos jomās, kurās šie jēdzieni tiek ļoti izmantoti. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir konvekcija un radiācija, to definīcijas, konvekcijas un starojuma pielietojums, to līdzības un visbeidzot atšķirība starp konvekciju un starojumu.

Kas ir radiācija?

Elektromagnētiskais starojums vai plaši pazīstams kā starojums vai EM starojums ir siltuma pārneses metode. Elektromagnētisko starojumu vispirms ierosināja Džeimss Klerks Maksvels. To vēlāk apstiprināja Heinrihs Hercs, kurš veiksmīgi izveidoja pirmo EM vilni. Maksvels atvasināja viļņu formu elektriskajiem un magnētiskajiem viļņiem un veiksmīgi prognozēja šo viļņu ātrumu. Tā kā šis viļņa ātrums bija vienāds ar gaismas ātruma eksperimentālo vērtību, Maksvels arī ierosināja, ka gaisma patiesībā ir EM viļņu forma. Elektromagnētiskajiem viļņiem ir gan elektriskais lauks, gan magnētiskais lauks, kas svārstās perpendikulāri viens otram un perpendikulāri viļņu izplatīšanās virzienam. Visiem elektromagnētiskajiem viļņiem vakuumā ir vienāds ātrums. Elektromagnētiskā viļņa frekvence nosaka tajā uzkrāto enerģiju. Vēlāk, izmantojot kvantu mehāniku, tika parādīts, ka šie viļņi patiesībā ir viļņu paketes. Šīs paketes enerģija ir atkarīga no viļņa frekvences. Tas atvēra vielas viļņu un daļiņu divdabības lauku. Tagad redzams, ka elektromagnētisko starojumu var uzskatīt par viļņiem un daļiņām. Objekts, kas novietots jebkurā temperatūrā virs absolūtās nulles, izstaros katra viļņa garuma EM viļņus. Enerģija, ko rada maksimālais izstaroto fotonu skaits, ir atkarīga no ķermeņa temperatūras.

Kas ir konvekcija?

Konvekcija ir terminoloģija, ko izmanto šķidrumu lielām kustībām. Tomēr šajā rakstā tiek uzskatīts, ka konvekcija notiek siltuma konvekcijas veidā. Atšķirībā no vadītspējas, konvekcija nevar notikt cietās daļās. Konvekcija ir enerģijas pārneses process, izmantojot tiešu vielas pārnesi. Šķidrumos un gāzēs, sildot no apakšas, vispirms tiks uzkarsēts šķidruma apakšējais slānis. Pēc tam sakarsētā gaisa slānis izplešas; ir mazāk blīvs nekā vēss gaiss, karstā gaisa slānis paceļas konvekcijas strāvas veidā. Tad nākamais šķidruma slānis piedzīvo tās pašas parādības. Tikmēr pirmais karstā gaisa slānis tagad ir atdzisis, un tas nokritīsies. Šis efekts rada vadīšanas cilpu, nepārtraukti atbrīvojot siltumu, kas ņemts no apakšējiem slāņiem uz augšējiem slāņiem. Tas ir ļoti svarīgs laika apstākļu modeļa modelis. Siltums no zemes virsmas šajā mehānismā tiek atbrīvots augšējā atmosfērā.