A kérdés körülöttünk van, három állapotban, szilárd, folyékony és gáz. Az anyagnak az egyik állapotból a másikba történő átalakulását az állapotváltozásnak nevezzük, amely az anyag és a környezet közti hőcsere miatt következik be. Tehát a hő az energia egyik rendszerből a másikba történő átmenete, ami a hőmérsékletkülönbségnek köszönhetően három különböző módon történik: a vezetés, a konvekció és a sugárzás.
Az emberek gyakran félrevezetik a hőátadás ezen formáit, de sokféle fizikai kölcsönhatáson alapulnak az energia átvitelére. A vezetés, a konvekció és a sugárzás közötti különbség vizsgálatához nézzük meg az alábbi cikket.
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | Hővezetés | Konvekció | Sugárzás |
|---|---|---|---|
| Jelentés | A vezetés olyan folyamat, amelyben a hő átvitele az objektumok között közvetlen érintkezéssel történik. | A konvekció a hőátadás formáját jelenti, amelyben az energiaátmenet a folyadékban történik. | A sugárzás arra a mechanizmusra utal, amelyben a hőt az objektumok közötti fizikai kapcsolat nélkül továbbítják. |
| képvisel | Hogyan jut el a hő közvetlen objektumok között. | Hogyan jut át a hő a folyadékokon. | Hogyan folyik át a hő az üres tereken. |
| Ok | A hőmérsékletkülönbség miatt. | A sűrűségkülönbség miatt. | Minden objektumból 0 K-nál nagyobb hőmérsékleten fordul elő. |
| előfordulás | Szilárd anyagban, molekuláris ütközésekkel jelentkezik. | Folyadékokban, az anyag tényleges áramlásában fordul elő. | Távolságban fordul elő, és nem melegíti a közbenső anyagot. |
| Hőátadás | Fűtött szilárd anyagot használ. | Közbenső anyagot használ. | Elektromágneses hullámokat használ. |
| Sebesség | Lassú | Lassú | Gyors |
| A reflexió és a törés törvénye | Nem követi | Nem követi | Kövesse |
A vezetés meghatározása
A vezetést úgy kell érteni, mint egy folyamatot, amely lehetővé teszi a hő közvetlen átjutását az anyagon a hőmérsékletkülönbség miatt az objektum szomszédos részei között. Ez akkor következik be, amikor az anyagban jelen lévő molekulák hőmérséklete növekszik, ami erőteljes rezgést eredményez. A molekulák ütköznek a környező molekulákkal, így is rezegnek, ami a hőenergia szállítását az objektum szomszédos részébe.
Egyszerűen fogalmazva, ha két tárgy közvetlen érintkezésben van egymással, a melegebb tárgyról a hidegebbre kerül, ami a vezetésnek köszönhető. Továbbá, a tárgyakat, amelyek lehetővé teszik a hőt könnyen áthaladni rajtuk, vezetőknek nevezzük.
Konvekció meghatározása
A tudományban a konvekció magában foglalja a hőátadást, az anyag tényleges mozgását, amely csak folyadékokban fordul elő. A folyadék minden olyan anyagra utal, amelynek molekulái szabadon mozognak egyik helyről a másikra, mint például a folyadék és a gázok. Természetesen vagy akár erőteljesen történik.
A gravitációnak nagy szerepe van a természetes konvekcióban, hogy ha az anyagot alulról melegítik, a melegebb rész kibővül. Az úszóképesség miatt a melegebb anyag növekszik, mivel kevésbé sűrű, és a hidegebb anyag az alsó részen a nagy sűrűség miatt süllyed, ami felforrósodik, és a folyamat folytatódik. A konvekció során az anyag felmelegítése során a molekulák szétszóródnak és elmozdulnak egymástól.
Amikor a konvekciót erőteljesen hajtják végre, az anyagot bármilyen fizikai eszközzel, például a szivattyúval felfelé kell mozgatni. Pl. Légfűtési rendszer.
A sugárzás meghatározása
A hőátadási mechanizmust, amelyben nincs szükség közegre, sugárzásnak nevezzük. A hullámokban a hő mozgására utal, mivel nem kell molekulákat áthaladnia. Az objektumnak nem kell közvetlen kapcsolatban állnia egymással a hő továbbításához. Amikor úgy érzi, hogy a hő anélkül érzi magát, hogy megérinti az objektumot, ez a sugárzás miatt van. Ezenkívül a szín, a felületi tájolás stb. Olyan felületi tulajdonságok, amelyeken a sugárzás nagymértékben függ.
Ebben a folyamatban az energiát sugárzó energiának nevezett elektromágneses hullámok útján továbbítják. A meleg tárgyak általában hőt termelnek a hűvösebb környezetben. A sugárzó energia a vákuumban a forrásból a hűvösebb környezetbe utazhat. A sugárzás legjobb példája a napenergia, amit a naptól eljutunk, annak ellenére, hogy mérföldre van tőlünk.
A vezetés, a konvekció és a sugárzás közötti különbségek
A vezetőképesség, a konvekció és a sugárzás közötti jelentős különbségeket az alábbiakban ismertetjük:
- A vezetés olyan folyamat, amelyben a hőt a kontinuum részei között közvetlen fizikai érintkezés útján szállítják. A konvekció az az elv, amelyben a hőt egy folyadékban, azaz folyadékban vagy gázban áramlik át. A sugárzás a hőátadó mechanizmus, amelyben az átmenet elektromágneses hullámokon keresztül történik.
- A vezetés azt mutatja, hogy a hő hogyan jut át a közvetlen érintkezésbe kerülő tárgyak között, de a konvekció tükrözi, hogyan folyik a hő a folyadékokon és gázokon keresztül. Ezzel szemben a sugárzás azt jelzi, hogy a hő miként jut át olyan helyeken, ahol nincs molekula.
- A vezetés a hőmérsékletkülönbség következtében történik, azaz a magas hőmérsékletű területekről az alacsony hőmérsékletű területekre áramlik. A konvekció a sűrűség változása miatt történik, úgyhogy a hő az alacsony sűrűségű régiókról nagy sűrűségű régiókra mozog. Éppen ellenkezőleg, minden objektum kioldó hőt, amelynek hőmérséklete több mint 0 K.
- A vezetés általában szilárd anyagokban történik, molekuláris ütközéssel. A konvekció folyadékokban történik, a molekulák tömeges mozgásával azonos irányban. Ezzel szemben a sugárzás a tér vákuumán keresztül történik, és nem melegíti fel a közbenső közeget.
- A hő átvitele fűtött szilárd anyagon, vezetés közben történik, míg konvekcióban a hőenergiát közbenső közeggel továbbítják. Ellentétben az adag elektromágneses hullámokat használ a hő átvitelére.
- A vezetés és a konvekció sebessége lassabb, mint a sugárzás.
- A vezetés és a konvekció nem követi a reflexió és a törés törvényét, míg a sugárzás ugyanaz.
Következtetés
A termodinamika a hőátadás és az ahhoz kapcsolódó változások vizsgálata. A vezetés nem más, mint a melegebb részről a hidegebbre történő hőátadás. A konvekció a folyadék fel-le mozgásával történő hőátadás. A sugárzás akkor következik be, amikor a hő üres téren halad.
