Kondukcija vs konvekcija | Što je Conduction? Što je konvekcija?
Kondukcija i konvekcija dva su fenomena koji se susreću u toplini i termodinamici. Ova dva koncepta su vrlo važna kada je riječ o razumijevanju prijenosa topline. Zračenje zajedno s kondukcijom i konvekcijom čine tri oblika prijenosa topline. Područja poput termodinamike, toplinskih strojeva, umjetnih vremenskih sustava, meteorologije, pa čak i naše fiziologije ovise o načelima kondukcije i konvekcije. Od vitalne je važnosti imati dobro razumijevanje kondukcije i konvekcije zajedno sa zračenjem kako biste dobro razumjeli ta polja. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su kondukcija i konvekcija, razloge kondukcije i konvekcije, njihove sličnosti, koji su svakodnevni incidenti koje možemo uočiti zbog kondukcije i konvekcije, njihove sličnosti i konačno njihove razlike.
Što je kondukcija?
Kondukcija se definira kao prijenos toplinske energije između područja materije zbog temperaturnog gradijenta. Kondukcija se može dogoditi u bilo kojem materijalu, ali što se prakse tiče, kondukcija se primjenjuje samo na čvrste tvari. Kada se krutine zagrijavaju, atomi i molekule unutar krutine vibriraju zbog kinetičke energije dobivene zagrijavanjem, sudari ovih vibrirajućih atoma sa susjednim atomima uzrokuju vibriranje susjednih atoma, stoga se vibracije prenose na drugi kraj čvrsta. Atomi na površini krutine otpuštaju energiju vibracije u otvoreni prostor. Za jednoliku šipku u stabilnom stanju s izoliranim stranama i samo su dva kraja izložena, brzina protoka topline izravno je proporcionalna površini apsorpcije topline i temperaturnom gradijentu. Stacionarno stanje je kada postoji toplinska ravnoteža između svih točaka, što znači da temperatura točke ne varira s vremenom. Plinovi i tekućine također pokazuju vodljivost, ali to je u obliku izravnih sudara molekula. Ne vibriraju kao čvrste tvari.
Što je konvekcija?
Konvekcija je terminologija koja se koristi za masovna kretanja tekućina. Međutim, u ovom se članku smatra da je konvekcija u obliku toplinske konvekcije. 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, donji sloj tekućine će se zagrijati. Sloj zagrijanog zraka tada se širi, manje je 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 kondukcije i konvekcije?
• Kondukcija se događa u svim medijima, dok konvekcija nije moguća u krutim tvarima.
• Konvekcija uključuje protok tvari u velikim količinama, dok kondukcija uključuje vibriranje tvari oko fiksne točke.
• U zatvorenom sustavu gubitak topline konvekcijom nije moguć, ali je moguć gubitak topline kondukcijom.
