Konvektio vs säteily
Konvektio ja säteily ovat kaksi prosessia, joista keskustellaan lämmön alalla. Konvektio on menetelmä lämmön siirtämiseksi liikkuvien hiukkasten avulla. Säteily ei vaadi hiukkasia tai väliainetta siirtääkseen energiaa. Molemmat prosessit ovat erittäin tärkeitä monilla aloilla. Näitä käsitteitä käytetään laajasti lämpö- ja termodynamiikassa, ilmakehätieteissä, sääanalyysissä, ilmastoanalyysissä, nestemekaniikassa ja jopa lääketieteissä. Näiden käsitteiden asianmukainen ymmärtäminen on elintärkeää, jotta voidaan menestyä sellaisilla aloilla, joilla näitä käsitteitä käytetään paljon. Tässä artikkelissa keskustelemme siitä, mitä konvektio ja säteily ovat, niiden määritelmiä, konvektion ja säteilyn sovelluksia, niiden yhtäläisyyksiä ja lopuksi konvektion ja säteilyn eroa.
Mitä on säteily?
Sähkömagneettinen säteily tai yleisesti tunnettu säteily tai EM-säteily on lämmönsiirtomenetelmä. Sähkömagneettista säteilyä ehdotti ensimmäisenä James Clerk Maxwell. Tämän vahvisti myöhemmin Heinrich Hertz, joka tuotti onnistuneesti ensimmäisen EM-aallon. Maxwell johti sähköisten ja magneettisten a altojen a altomuodon ja ennusti onnistuneesti näiden a altojen nopeuden. Koska tämä aallonnopeus oli yhtä suuri kuin valonnopeuden kokeellinen arvo, Maxwell ehdotti myös, että valo oli itse asiassa EM-a altojen muoto. Sähkömagneettisilla aalloilla on sekä sähkökenttä että magneettikenttä, jotka värähtelevät kohtisuorassa toisiinsa nähden ja kohtisuorassa aallon etenemissuuntaan nähden. Kaikilla sähkömagneettisilla aalloilla on sama nopeus tyhjiössä. Sähkömagneettisen aallon taajuus määrää siihen varastoidun energian. Myöhemmin kvanttimekaniikan avulla osoitettiin, että nämä aallot ovat itse asiassa a altopaketteja. Tämän paketin energia riippuu aallon taajuudesta. Tämä avasi a altokentän – aineen hiukkasten kaksinaisuuden. Nyt voidaan nähdä, että sähkömagneettista säteilyä voidaan pitää a altoina ja hiukkasina. Objekti, joka on asetettu mihin tahansa absoluuttisen nollan yläpuolelle, lähettää EM-a altoja kaikilla aallonpituuksilla. Energia, jonka suurin sallittu fotonien määrä säteilee, riippuu kehon lämpötilasta.
Mikä on konvektio?
Konvektio on termi, jota käytetään nesteiden bulkkiliikkeille. Tässä artikkelissa konvektion katsotaan kuitenkin olevan lämmön konvektion muodossa. Toisin kuin johtuminen, konvektiota ei voi tapahtua kiinteissä aineissa. Konvektio on prosessi, jossa energiaa siirretään suoran aineensiirron kautta. Nesteissä ja kaasuissa, kun niitä kuumennetaan pohjasta, nesteen pohjakerros lämpenee ensin. Kuumennettu ilmakerros laajenee sitten; Koska kuumailmakerros on vähemmän tiheää kuin viileä ilma, se nousee konvektiovirran muodossa. Sitten seuraava nestekerros kokee samat ilmiöt. Sillä välin ensimmäinen kuumailmakerros on nyt jäähtynyt, ja se tulee alas. Tämä vaikutus luo johtavuussilmukan, joka vapauttaa jatkuvasti alemmista kerroksista otetun lämmön ylempään kerrokseen. Tämä on erittäin tärkeä malli sääjärjestelmissä. Maan pinnan lämpö vapautuu tässä mekanismissa yläilmakehään.
Mitä eroa on konvektiolla ja säteilyllä?
• Jotta konvektio tapahtuisi, lämmitetyn kappaleen ympärillä on oltava liikkuvia hiukkasia sisältävä väliaine. Säteily ei vaadi väliainetta.
• Säteilyn lämmönsiirto on nopeampaa kuin konvektion lämmönsiirto.
• Konvektio kuljettaa lämmön aina pois painovoimasta, kun taas säteilyä säteilee joka suuntaan.
