Atšķirība starp vadīšanu un konvekciju

Enerģijas maiņu starp divām sistēmām (ķermeņiem) to atšķirīgās temperatūras dēļ sauc par siltuma pārnesi. Siltuma pārnešana no viena ķermeņa uz otru notiek spontāni, no siltākas (augstākas temperatūras) uz aukstāku ķermeni (zemāka temperatūra). Ja nav citu iemeslu, novēroto sistēmu stāvoklis mainīsies, līdz tiks izveidots siltuma bilance. Principā ir trīs siltuma pārneses režīmi: vadītspēja, konvekcija un starojums.

Kas ir vadīšana?

Siltuma vadītspēja ir siltuma kustības veids, kas raksturīgs cietajiem materiāliem, kaut arī tas parādās (bet ar nelielu nozīmi) arī šķidrumos. Tas nozīmē, ka vadīšana ir siltuma pārneses process caur barotni bez masas pārvadāšanas. Ja starp dažādām sistēmas daļām ir temperatūras starpība, notiek siltuma pārnese, caur kuru enerģija no apgabala (ķermeņa) ar augstāku temperatūru nonāk apgabalā ar zemāku temperatūras diapazonu. Enerģija tiek pārnesta no daļiņas uz daļiņu, t.i., siltums pārvietojas no viena gala uz otru galu, kamēr viela (sistēma, ķermenis) ir dīkstāvē. Vadīšana notiek viendabīgos nevadošos cietos ķermeņos, un to veic, pārnesot siltumu no vienas daļiņas uz otru, bez acīmredzamas kustības. Līdzīgi tas pats notiek viendabīgā, caurspīdīgā cietā ķermenī, piemēram, stiklā un kvarcā, savukārt daļu siltuma izdala arī ar starojumu. Saskaņā ar molekulārās kinētikas teoriju, šo siltuma pārneses metodi veic ar molekulu sadursmi. Molekulām siltākā ķermenī ir lielāks ātrums, un, saduroties tām, samazinās to ātrums (temperatūra), bet lēnākas (aukstākas) molekulas kļūst ātrākas. Materiāla īpašību, kas apzīmē siltuma kustības intensitāti caur materiālu, sauc par siltumvadītspējas koeficientu - λ (W / m ° C), un tas ir mēraukla tam, cik labs ir siltumvadītājs un kas ietekmē siltuma pārnesi. ātrums. Siltuma daudzumu Q, kas caurvadīts caur viendabīgu plāksni, var aprēķināt pēc šādas formulas:

Kas ir konvekcija?

Konvekcija ir siltuma pārnešana, ko veic, cirkulējot vai pārvietojot siltas daļiņas vēsākā telpā. Šis ir vēl viens intuitīvs jēdziens, jo mēs zinām, ka silts gaiss vai ūdens iet uz augšu. Ar apkārtmēru vēsākas daļiņas tiek pārvietotas (apmainītas) ar siltākām. Pēc tam aukstās daļiņas tiek uzkarsētas, un process turpina radīt konvekcijas plūsmu. Konvekcijas pārnešana notiek starp korpusa ārējām sienām un apkārtējo vidi, kā arī starp korpusa iekšējām sienām un korpusu un iekšējo vidi. Konvekcijas gadījumā siltuma pārnese notiek gar cietā korpusa un šķidruma robežu. Šāda veida siltuma pārnešana notiek tikai tad, ja šķidrums pārvietojas. Siltuma kustības gaita ir atkarīga no cietā ķermeņa temperatūras un šķidruma, kas pārvietojas ap šo ķermeni. Ja šķidruma kustību izraisa, piemēram, maisītājs vai sūknis ar ventilatoru, konvekcija tiek piespiesta. Citādi ir dabiski. Siltuma daudzumu, ko pārvada laika vienībā apgabalā Fz (siltuma plūsma), nosaka, izmantojot izteiksmi:   kur: 
siltuma pārneses koeficients ar konvekciju, t¹, t² šķidrumu un ķermeņa temperatūra, F² - šķidruma pārklāta ķermeņa virsma.
Konvekcijas process šķidrumos vienmēr seko siltumenerģijas nodošanai caur vadīšanu, jo daļiņas vienmēr atrodas tiešā saskarē ar otru.

Atšķirība starp vadīšanu un konvekciju

1) Vadīšanas un konvekcijas definīcija

Vadītspēja ir siltuma pārneses mehānisms caur cietiem materiāliem. Vadīšana kā process atspoguļo molekulu kinētiskās enerģijas apmaiņu to savstarpējās sadursmēs. Molekulu sadursmē notiek apmaiņa ar kinētisko enerģiju, kuras laikā ātrākas molekulas, kurām ir augstāka kinētiskā enerģija un lielāks siltums, daļu siltuma piešķir lēnākām molekulām, kurām ir zemāks siltuma līmenis. Konvekcija ir netiešas siltuma pārneses mehānisms. Atkarībā no cietā ķermeņa un šķidruma temperatūras viens no tiem dos (siltāks), bet otrs (vēsāks) saņems siltumenerģiju. Jo lielāks ir šķidruma kustības ātrums, jo vairāk palielinās konvekcija.

2) vadīšanas un konvekcijas cēlonis

Vadītspēja notiek dzirdes atšķirības dēļ, savukārt konvekcijas gadījumā ir blīvuma atšķirība.

3) Vadīšanas un konvekcijas rašanās

Vadītspēja notiek tikai cietās daļās (tieša enerģijas pārnešana). Konvekcija notiek ar enerģijas plūsmu šķidrumos.

Vadītspēja pret konvekciju: salīdzināšanas diagramma

Vadīšanas un konvekcijas kopsavilkums

• Siltuma pārnešana notiek katru reizi, kad kādā vidē temperatūra ir atšķirīga starp diviem punktiem. Šī pārnešana ir siltumenerģijas nodošana temperatūras starpības rezultātā.
• Vadītspēja ir tieša enerģijas pārnešana no vielas (cietas vai šķidras) daļiņām no paaugstināta enerģijas līmeņa uz daļiņām zemākā enerģētiskā līmenī daļiņu mijiedarbības rezultātā..
• Konvekcija ir enerģijas pārnešana starp materiāla virsmu un šķidrumu, kas tiek sadalīts virs / zem materiāla vai pašā šķidrumā (šķidrums vai gāze). Temperatūras svārstības rada šķidruma blīvuma atšķirības, kas izraisa molekulu kustību, un karstās daļas ar mazāku masu palielinās, bet aukstās daļas rīkojas pretēji. Šīs kustības rada temperatūras līdzsvaru. Fizikā šis process ir pazīstams kā “Brauna kustība”.