Lihtsamalt öeldes võib soojust seletada molekulide tööga ja eralduv energia tekitab soojust ehk eralduv energia muundatakse soojuseks.
Näiteks kui inimene teeb trenni või muud tegevust, siis tema keha kuumeneb ja tekib higi. Või toiduvalmistamise ajal, kui toit soojeneb või kuumeneb, on see lihtsalt soojuse ülekandmine juhtivuse või konvektsiooni kaudu.
Soojuse ülekandumise põhjus on teaduslik, see võib tunduda lihtne ja klišeelik sooja toiduga, kuid sellel on teaduslikud põhjused.
Soojusülekanne võib olla otsene või kaudne, on ka mitmeid materjale, milles soojust saab üle kanda, ja mõnes ei saa seda üle kanda, näiteks ei talu kõik plastitüübid soojust.
Võtme tagasivõtmine
- Juhtivus hõlmab soojuse otsest ülekandmist läbi tahke materjali, samas kui konvektsioon sõltub soojusülekandeks vedelike või gaaside liikumisest.
- Juhtivus toimub metallides kiiremini kui mittemetallides, samas kui vedelikes ja gaasides on konvektsioon tõhusam kui tahketes ainetes.
- Isolaatorid võivad minimeerida soojusülekannet juhtivuse kaudu, samas kui konvektsiooni minimeerimine nõuab vedeliku või gaasi liikumise vähendamist.
Juhtivus vs konvektsioon
Erinevus juhtivuse ja konvektsioon on see, et soojus kandub üle otse juhtivuse käigus, samas kui konvektsioonis kandub soojus läbi vedeliku. Mõlemad toovad kaasa soojuse eraldumise, kuid meetodites on erinevusi.
Võrdlustabel
| Võrdlusparameetrid | Juhtivus | Konvektsioon |
|---|---|---|
| Määratlus | Soojuse ülekandmine kahe objekti vahel otsekontakti kaudu. | Soojuse ülekanne vedeliku sees. |
| Mateeria olek | Tahke | Vedelik või gaas |
| Elektrivoolu ülekanne | Lubab | Ei luba |
| Osakeste tihedus | Suur tihedus | Madal tihedus |
| Soojuse ülekande kiirus | Aeglane | Kiiremini |
Mis on juhtivus?
Juhtivus on soojuse või voolu ülekande protsess. Juhtivus on energia ülekandmine soojuse ja voolu kujul ühelt aatomilt teisele otsekontakti kaudu.
Parim ülekanne võib toimuda tahkes olekus, kuna aatomid on tihedalt pakitud, mis võimaldab kiiremat ülekandekiirust; molekulide tihedus mõjutab soojuse ülekande kiirust, vastupidi. Vedelikud ja gaasid on molekulide madala tiheduse tõttu vähem tõhusad soojusülekandes.
Juhtivust on kahte tüüpi: soojusjuhtivus ja elektrijuhtivus.
Soojusejuhtivus – temperatuuri tõstmisel molekulides tekib vibratsioon, mis põhjustab molekulides soojust ning seejärel toimub soojusülekanne tihedalt pakitud molekulides.
Elektrijuhtivus toimub tänu laetud osakeste liikumisele läbi mis tahes keskkonna. Selline laetud osakeste liikumine põhjustab ioonide või laetud elektronide poolt kantavat voolu.
Juhtivust mõjutavad mitmed tegurid: temperatuuri erinevus, pikkus, ristlõikepindala ja materjal.
Juhtivust saab teoreetiliselt valemi abil arvutada mitme meetodi abil, näiteks Ohmi või Fourier' seaduse järgi.
Mis on konvektsioon?
Konvektsioon on soojusülekanne molekulide massilise liikumise kaudu mis tahes vedelikus. Esmane soojusülekanne objekti ja vedeliku vahel toimub juhtivuse tõttu, kuid hiljem tekitab vedeliku osakeste massiline liikumine konvektsiooni.
Konvektsiooniprotsess hõlmab soojuspaisumist. Kui vedelikku kuumutatakse pinna alt, kuumeneb vedeliku alumine kiht, mis termiliselt paisub. Molekuli tihedus on võrreldes ülemise pinna vedelikuga.
Konvektsioone on kahte tüüpi: loomulik konvektsioon ja sundkonvektsioon.
Loomulik konvektsioon - konvektsiooni tüüp, mille puhul temperatuuride erinevus põhjustab tiheduse erinevust, kus üleslükkejõud mängib suurt rolli. näiteks ookeanituuled.
Sundkonvektsioon- konvektsiooni tüüp, mille puhul välised jõud kutsuvad esile konvektsiooni, näiteks ventilaatorid, boilerid, geisrid jne.
Konvektsiooni mõjutavad tegurid on; keskmine (vedelik või gaas), temperatuur ja kuumust põhjustav allikas. Juhtivuse ja konvektsiooni üks erinevusi on see, et konvektsioon ei toeta elektrivoolu.
Loomulikku konvektsiooni ei saa lihtsalt arvutada, kuid sundkonvektsiooni saab teoreetiliselt arvutada Newtoni jahutusseadusega antud valemi abil. Valem on: -
| P =dQ /dt =hA(T-T0) |
- P= dQ /dt- soojusülekande kiirus
- h – konvektsiooni soojusülekandetegur
- A – avatud pindala
- T – sukeldatud objekti temperatuur
- T0 – konvektsiooni all oleva vedeliku temperatuur
Peamised erinevused juhtivuse ja konvektsiooni vahel
- Soojusülekanne juhtivuses on aeglane. Teisest küljest on soojusülekanne konvektsioonis kiire.
- Juhtivus toetab samuti elektrijuhtivust, kuid konvektsioon ei toeta elektrit.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960106013247
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009000271
Viimati värskendatud: 11. juunil 2023
Olen selle blogipostituse kirjutamisega nii palju vaeva näinud, et teile väärtust pakkuda. See on mulle väga kasulik, kui kaalute selle jagamist sotsiaalmeedias või oma sõprade/perega. JAGAMINE ON ♥️
Piyush Yadav on viimased 25 aastat töötanud kohalikus kogukonnas füüsikuna. Ta on füüsik, kelle kirg on muuta teadus meie lugejatele kättesaadavamaks. Tal on loodusteaduste bakalaureusekraad ja keskkonnateaduste magistrikraad. Tema kohta saate tema kohta rohkem lugeda bio-leht.
Juhtivuse ja konvektsiooni erinevus on väga selge ja hästi seletatav. See artikkel on täis põhjalikku teavet ja ma olen sellest palju õppinud.
Samuti leidsin, et selgitus on kergesti jälgitav ja kõikehõlmav.
Nõustun, ma arvan, et see artikkel on suurepärane viide juhtivuse ja konvektsiooni protsesside mõistmiseks.
Käesolevas artiklis toodud juhtivuse ja konvektsiooni praktilised näited muudavad teoreetiliste kontseptsioonide seostamise reaalsete olukordadega lihtsaks. Suurepärane töö!
Nõustun teie hinnanguga, näited aitavad tõesti keerukatest mõistetest aru saada.
Hindan seda, kuidas autor on sidunud teaduslikud mõisted igapäevaste kogemustega, muutes selle väga kättesaadavaks.