Sisu
- Konvektsiooni soojusülekanne
- Konvektsiooni näited
- Advektsiooni soojusülekanne
- Näited advektsioonist
- Muud soojusülekande tüübid
Kui olete kunagi lõkke kohal kuumutatud poti metallist käepidemest haaranud, olete kogenud valusalt soojusülekannet. Soojuse kandmisel ühelt objektilt teisele on neli viisi: juhtivus, kiirgus, konvektsioon ja advektsioon. Kuumus voolab peaaegu alati kõrgema temperatuuriga objektist madalamale, muutes protsessis mõlema objekti siseenergiat. Konvektsiooni ja advektsiooni soojusülekannete peamine erinevus on vahetuse suund.
Konvektsiooni soojusülekanne
Konvektsiooni soojusülekanne hõlmab soojuse ülekandmist keskkonna osakeste liikumise kaudu. See keskkond peab olema gaas või vedelik, võimaldades sellega liikumist. Konvektsioon kannab soojust vertikaalsel tasapinnal alati edasi. Seda liikumist juhivad keskmise tiheduse muutused ja seetõttu ka ujuvus. Kuumutatud osakesed laienevad, põhjustades nende tiheduse vähenemist; need osakesed muutuvad ujuvamaks kui ümbritsevad osakesed, põhjustades nende tõusu. Kui nad tõusevad, kandub nende soojus üle nende kohal asuva keskkonna jahedamatesse osadesse.
Konvektsiooni näited
Konvektsiooni soojusülekanne toimub siis, kui vett soojendatakse. Kui soojusallikale lähimad veemolekulid soojenevad, laienevad nad. See laienemine vähendab nende tihedust ja nad hakkavad tõusma; see põhjustabki potis oleva vee keemiseni. Atmosfäär on ka näide konvektsioonisoojusülekandest. Kui õhukomplekt soojeneb päikeseenergia abil - radiatsiooni soojusülekanne -, siis õhupakett laieneb, vähendades selle tihedust. See suurendab selle ujuvust ja põhjustab selle tõusu atmosfääris. See tekitab vertikaalse õhuvooluga ebastabiilse atmosfääri.
Advektsiooni soojusülekanne
Advektsiooni soojusülekanne erineb konvektsioonist selle poolest, et soojuse liikumine piirdub horisontaaltasapinnaga. Seda tüüpi soojusülekannet ei põhjusta tiheduse muutused, vaid see nõuab keskkonna osakeste väljatõrjumiseks välisjõudu, näiteks tuult või voolusid. Kuna osakesed liiguvad horisontaalselt süsteemidesse, mis on kuumemad või külmemad, kandub soojus üle.
Näited advektsioonist
Advektsiooni soojusülekande peamine näide on meteoroloogiliste frontide liikumine. Need rinded tähistavad külma või sooja õhu õhumasse, mida tuuled liiguvad horisontaalselt üle pinna; kuna need õhumassid puutuvad kokku soojema või jahedama õhuga, toimub süsteemide vahel soojusvahetus. Ookeanihoovused on veel üks näide advektsiooni soojusülekandest. Vertikaalselt liiguvad hoovused sooja või külma veega horisontaalsuunas. Kuna need veed suhtlevad soojemate või jahedamate veealadega, vahetub nende vahel soojus.
Muud soojusülekande tüübid
Ülejäänud soojusülekande tüübid on juhtivus ja kiirgus. Juhtivus kannab soojust ühest objektist teise liikumiseta; nöör kantakse molekulist molekuli. Seda tüüpi soojusülekanne toimub ainult tahketes ainetes; kuuma poti käepide on juhtivuse näide. Kiirguse soojusülekanne hõlmab soojuse ülekandmist energia elektromagnetiliste lainete abil. Kiirguse näide on päikesevalgus; kui need lained löövad teisi osakesi, põhjustavad need vibreerimist või soojenemist.