Konvekcija protiv zračenja
Konvekcija i zračenje dva su procesa o kojima se raspravlja na polju topline. Konvekcija je metoda prijenosa topline pomoću pokretnih čestica. Zračenje ne zahtijeva čestice ili medij za prijenos energije. Oba su ova procesa vrlo važna u brojnim područjima. Ovi se koncepti naširoko koriste u toplinskoj i termodinamici, znanosti o atmosferi, analizi vremena, analizi klime, mehanici fluida, pa čak i medicinskim znanostima. Od vitalne je važnosti imati odgovarajuće razumijevanje ovih koncepata kako biste bili isticani u takvim poljima, u kojima se ti koncepti često koriste. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su konvekcija i zračenje, njihovim definicijama, primjeni konvekcije i zračenja, njihovim sličnostima i konačno razlici između konvekcije i zračenja.
Što je zračenje?
Elektromagnetsko zračenje ili općenito poznato kao zračenje ili EM zračenje metoda je prijenosa topline. Elektromagnetsko zračenje prvi je predložio James Clerk Maxwell. To je kasnije potvrdio Heinrich Hertz koji je uspješno proizveo prvi EM val. Maxwell je izveo valni oblik za električne i magnetske valove i uspješno predvidio brzinu tih valova. Budući da je ta brzina vala bila jednaka eksperimentalnoj vrijednosti brzine svjetlosti, Maxwell je također predložio da je svjetlost, zapravo, oblik EM valova. Elektromagnetski valovi imaju i električno polje i magnetsko polje koje osciliraju okomito jedno na drugo i okomito na smjer širenja valova. Svi elektromagnetski valovi imaju istu brzinu u vakuumu. Frekvencija elektromagnetskog vala određuje energiju pohranjenu u njemu. Kasnije je pomoću kvantne mehanike pokazano da su ti valovi zapravo paketi valova. Energija ovog paketa ovisi o frekvenciji vala. Ovo je otvorilo polje valno-čestične dualnosti materije. Sada se može vidjeti da se elektromagnetsko zračenje može smatrati valovima i česticama. Objekt, koji se nalazi na bilo kojoj temperaturi iznad apsolutne nule, emitirat će EM valove svih valnih duljina. Energija koju emitira najveći broj fotona ovisi o temperaturi tijela.
Što je konvekcija?
Konvekcija je terminologija koja se koristi za masovna kretanja tekućina. Međutim, u ovom članku, konvekcija se smatra u obliku konvekcije topline. Za razliku od kondukcije, konvekcija se ne može odvijati u čvrstim tijelima. Konvekcija je proces prijenosa energije izravnim prijenosom tvari. U tekućinama i plinovima, kada se zagrijavaju s dna, najprije će se zagrijati donji sloj tekućine. Zagrijani sloj zraka tada se širi; Budući da je manje gustoće od hladnog zraka, sloj vrućeg zraka diže se u obliku konvekcijske struje. Zatim sljedeći sloj tekućine doživljava iste pojave. U međuvremenu, prvi sloj vrućeg zraka sada je ohlađen i spustit će se. Ovaj učinak stvara petlju vodljivosti, neprestano otpuštajući toplinu preuzetu iz nižih slojeva u gornje slojeve. Ovo je vrlo važan uzorak u vremenskim sustavima. Toplina s površine zemlje otpušta se u gornju atmosferu u ovom mehanizmu.
Koja je razlika između konvekcije i zračenja?
• Da bi došlo do konvekcije, oko zagrijanog tijela mora postojati medij s pokretnim česticama. Zračenje ne zahtijeva nikakav medij.
• Prijenos topline zračenjem brži je od prijenosa topline konvekcijom.
• Konvekcija uvijek odnosi toplinu od gravitacije, dok se zračenje emitira u svim smjerovima.
