Vienkāršiem vārdiem sakot, siltumu var izskaidrot ar molekulu darbību, un izstarotā enerģija rada siltumu vai izstarotā enerģija tiek pārvērsta siltumā.
Piemēram, kad cilvēks vingro vai veic kādu citu darbību, viņa ķermenis uzkarst un izdalās sviedri. Vai arī gatavošanas laikā, kad ēdiens kļūst silts vai uzkarsēts, tā ir vienkārši siltuma nodošana vadīšanas vai konvekcijas ceļā.
Siltuma pārneses iemesls ir zinātnisks, silts ēdiens var šķist viegli un klišejisks, taču tam ir zinātniski iemesli.
Siltuma pārnese var būt tieša vai netieša, ir arī vairāki materiāli, kuros var pārnest siltumu, un dažos to nevar pārnest, piemēram, ne visi plastmasas veidi nevar izturēt siltumu.
Atslēgas
- Vadītspēja ietver tiešu siltuma pārnesi caur cietu materiālu, savukārt konvekcija ir atkarīga no šķidrumu vai gāzu kustības siltuma pārnesei.
- Vadītspēja metālos notiek ātrāk nekā nemetālos, savukārt šķidrumos un gāzēs konvekcija ir efektīvāka nekā cietās vielās.
- Izolatori var samazināt siltuma pārnesi caur vadītspēju, savukārt, lai samazinātu konvekciju, ir jāsamazina šķidruma vai gāzes kustība.
Vadītspēja pret konvekciju
Atšķirība starp vadītspēju un konvekcija ir tas, ka siltums tiek pārnests tieši vadīšanā, bet konvekcijā siltums tiek pārnests caur šķidrumu. Abas no tām rada siltuma emisiju, taču pastāv atšķirības metodē.
Salīdzināšanas tabula
| Salīdzināšanas parametri | Vadība | Konvekcija |
|---|---|---|
| Definīcija | Siltuma pārnešana starp diviem objektiem tiešā kontaktā. | Siltuma pārnešana šķidrumā. |
| Vielas stāvoklis | Ciets | Šķidrums vai gāze |
| Elektriskās strāvas pārnešana | Ļauj | Neļauj |
| Daļiņu blīvums | Liels blīvums | Zems blīvums |
| Siltuma pārneses ātrums | Lēni | Ātrāka |
Kas ir vadīšana?
Vadītspēja ir siltuma vai strāvas pārneses process. Vadītspēja ir enerģijas pārnešana siltuma un strāvas veidā no viena atoma uz otru tiešā saskarē.
Vislabākā pārnese var notikt cietā stāvoklī, jo atomi ir cieši iesaiņoti, kas nodrošina ātrāku pārneses ātrumu; molekulu blīvums ietekmē siltuma pārneses ātrumu, gluži pretēji. Šķidrumi un gāzes ir mazāk efektīvi siltuma pārnesē molekulu zemā blīvuma dēļ.
Ir divi vadīšanas veidi: siltuma un elektrības vadīšana.
Siltuma vadīšana - kad molekulās tiek paaugstināta temperatūra, rodas vibrācija, kas izraisa siltumu molekulās, un tad siltuma pārnese tiek izraisīta cieši iesaiņotās molekulās.
Elektrības vadīšana notiek, pateicoties uzlādētu daļiņu kustībai caur jebkuru vidi. Šī uzlādēto daļiņu kustība izraisa strāvu, ko nes joni vai lādēti elektroni.
Vadāmību ietekmē vairāki faktori: temperatūras atšķirība, garums, šķērsgriezuma laukums un materiāls.
Vadītspēju teorētiski var aprēķināt, izmantojot formulu, izmantojot vairākas metodes, piemēram, ar Oma vai Furjē likumu.
Kas ir konvekcija?
Konvekcija ir siltuma pārnešana caur molekulu lielapjoma kustību jebkurā šķidrumā. Sākotnējā siltuma pārnese starp objektu un šķidrumu notiek vadītspējas dēļ, bet pēc tam šķidruma daļiņu lielapjoma kustība rada konvekciju.
Konvekcijas process ietver termisko izplešanos. Kad šķidrums tiek uzkarsēts no apakšas, tiek uzkarsēts šķidruma apakšējais slānis, kas termiski izplešas. Molekulas blīvums ir salīdzinājumā ar šķidrumu uz augšējās virsmas.
Ir divu veidu konvekcija: dabiskā konvekcija un piespiedu konvekcija.
Dabiskā konvekcija- Konvekcijas veids, kurā temperatūras atšķirības izraisa blīvuma atšķirības, kur liela nozīme ir peldošajam spēkam. piemēram, okeāna vēji.
Piespiedu konvekcija - konvekcijas veids, kurā ārējie spēki izraisa konvekciju, piemēram, ventilatori, ūdens sildītāji, geizeri utt.
Faktori, kas ietekmē konvekciju, ir; vidējs (šķidrs vai gāze), temperatūra un avots, kas izraisa siltumu. Viena no atšķirībām starp vadītspēju un konvekciju ir tā, ka konvekcija neatbalsta elektrisko strāvu.
Dabisko konvekciju nevar viegli aprēķināt, bet piespiedu konvekciju var aprēķināt teorētiski, izmantojot Ņūtona dzesēšanas likuma formulu. Formula ir: -
| P = dQ/dt = hA(T-T0) |
- P = dQ /dt - siltuma pārneses ātrums
- h – konvekcijas siltuma pārneses koeficients
- A – atklātās virsmas laukums
- T – iegremdētā objekta temperatūra
- T0 – konvekcijā esošā šķidruma temperatūra
Galvenās atšķirības starp vadītspēju un konvekciju
- Siltuma pārnese vadīšanā ir lēna. No otras puses, siltuma pārnese konvekcijā ir ātra.
- Vadītspēja atbalsta arī elektrisko vadītspēju, bet konvekcija neatbalsta elektrību.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375960106013247
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931009000271
Pēdējo reizi atjaunināts: 11. gada 2023. jūnijā
Esmu pielicis tik daudz pūļu, rakstot šo emuāra ierakstu, lai sniegtu jums vērtību. Tas man ļoti noderēs, ja apsverat iespēju to kopīgot sociālajos medijos vai ar draugiem/ģimeni. DALĪŠANĀS IR ♥️
Pijušs Jadavs pēdējos 25 gadus ir pavadījis, strādājot par fiziķi vietējā sabiedrībā. Viņš ir fiziķis, kurš aizrautīgi cenšas padarīt zinātni pieejamāku mūsu lasītājiem. Viņam ir bakalaura grāds dabaszinātnēs un pēcdiploma diploms vides zinātnē. Vairāk par viņu varat lasīt viņa vietnē bio lapa.
Atšķirība starp vadītspēju un konvekciju ir ļoti skaidra un labi izskaidrota. Šis raksts ir pilns ar saprotamu informāciju, un es no tā esmu daudz iemācījies.
Man arī šķita, ka skaidrojums ir viegli sekojams un visaptverošs.
Piekrītu, manuprāt, šis raksts ir lieliska atsauce, lai izprastu vadīšanas un konvekcijas procesus.
Šajā rakstā sniegtie praktiskie vadīšanas un konvekcijas piemēri ļauj viegli saistīt teorētiskos jēdzienus ar reālām situācijām. Lielisks darbs!
Piekrītu jūsu vērtējumam, piemēri patiešām palīdz izprast sarežģītos jēdzienus.
Es augstu vērtēju to, kā autors ir savienojis zinātniskos jēdzienus ar ikdienas pieredzi, padarot to ļoti pieejamu.