Razlika med prevodnostjo in konvekcijo

Spremembo energije med dvema sistemoma (telesi) zaradi različnih temperatur imenujemo prenos toplote. Prenos toplote od enega do drugega telesa poteka spontano, od toplejše (višja temperatura) do hladnejšega telesa (nižja temperatura). Če ni drugih vzrokov, se bo stanje opazovanih sistemov spreminjalo, dokler se ne vzpostavi toplotna bilanca. Načeloma obstajajo trije načini prenosa toplote: prevodnost, konvekcija in sevanje.

Kaj je prevodnost?

Toplotna prevodnost je način gibanja toplote, značilen za trdne materiale, čeprav se pojavlja (vendar z zanemarljivo intenzivnostjo) tudi v tekočinah. To pomeni, da je prevodnost postopek prenosa toplote skozi medij brez prenosa mase. Kadar obstaja temperaturna razlika med različnimi deli sistema, poteka prenos toplote, skozi katerega energija prehaja iz območja (telesa) z višjo temperaturo v območje z nižjim temperaturnim območjem. Energija se prenaša od delca do delca, tj. Toplota se premika od enega do drugega konca, medtem ko snov (sistem, telo) miruje. Kondukcija poteka v homogenih neprevodnih trdih telesih, izvaja pa se s prenosom toplote iz enega delca na drugega, brez navideznega premikanja. Podobno se dogaja v homogenem, prosojnem trdem telesu, kot sta steklo in kremen, medtem ko del toplote izvajamo tudi s sevanjem. Po teoriji molekularne kinetike ta metoda prenosa toplote poteka s trkom molekul. Molekule v toplejšem telesu imajo večjo hitrost, pri spopadu pa se njihova hitrost (temperatura) zmanjšuje, počasnejše (hladnejše) molekule pa hitreje. Značilnost materiala, ki pomeni intenzivnost gibanja toplote skozi material, se imenuje koeficient toplotne prevodnosti - λ (W / m ° C) in je merilo, kako dober je toplotni prevodnik materiala in vpliva na prenos toplote hitrost. Količino toplote Q, ki jo bomo prenesli s prevodnostjo skozi homogeno ploščo, lahko izračunamo po naslednji formuli:

Kaj je konvekcija?

Konvekcija je prenos toplote, ki se izvede s kroženjem ali premikanjem toplih delcev v hladnejši prostor. To je še en intuitiven koncept, saj vemo, da gre topel zrak ali voda navzgor. Z obodom se hladnejši delci premaknejo (zamenjajo) s toplejšimi. Nato se hladni delci segrejejo in postopek še naprej proizvaja konvekcijski tok. Konvektivni prenos se zgodi med zunanjimi stenami telesa in okoljem, pa tudi med notranjimi stenami telesa in notranjostjo. V primeru konvekcije prenos toplote poteka vzdolž meje trdnega telesa in tekočine, ki ga obdaja. Tovrstni prenos toplote se zgodi le, če se tekočina giblje. Potek gibanja toplote je odvisen od temperature trdnega telesa in tekočine, ki se giblje okoli tega telesa. Kadar gibanje tekočine povzroči na primer mešalnik ali črpalka z ventilatorjem, je konvekcija prisiljena. Drugače je naravno. Količina toplote, oddane v časovni enoti čez območje Fz (toplotni pretok), se določi na podlagi izraza:   kje: 
koeficient prenosa toplote s konvekcijo, t¹, t² tekočin in telesna temperatura, F² - telesna površina, prekrita s tekočino.
Procesu konvekcije v tekočinah vedno sledi prenos toplote s prevodnostjo, ker delci vedno pridejo v neposreden stik.

Razlika med prevodnostjo in konvekcijo

1) Opredelitev vodenja in konvekcije

Kondukcija je mehanizem prenosa toplote skozi trdne materiale. Izvajanje kot proces predstavlja izmenjavo kinetične energije molekul v medsebojnem trčenju. Pri trčenju molekul se izmenjuje kinetična energija, pri čemer hitrejše molekule, ki imajo višjo kinetično energijo in večjo toploto, dajejo del toplote počasnejšim molekulam, ki imajo nižjo toplotno raven. Konvekcija je mehanizem posrednega prenosa toplote. Glede na temperaturo trdnega telesa in tekočine bo eden od njih dal (toplejši), drugi (hladnejši) pa toplotno energijo. Večja kot je hitrost gibanja tekočine, večja je konvekcija.

2) Vzrok za vodenje in konvekcijo

Kondukcija se zgodi zaradi razlike slišnosti, medtem ko je v primeru konvekcije razlika v gostoti.

3) Pojav kondukcije in konvekcije

Kondukcija se pojavlja le v trdnih snoveh (neposreden prenos energije). Konvekcija se pojavi s pretokom energije v tekočinah.

Izvajanje proti konvekciji: primerjalni grafikon

Povzetek vodenja in konvekcije

• Prenos toplote se zgodi vsakič, ko je v nekaterih okoljih temperaturna razlika med dvema točkama. Ta prenos je toplotna energija, ki je posledica temperaturne razlike.
• Izvajanje je neposreden prenos energije iz delcev snovi (trdne ali tekoče) iz povišane energetske ravni, v delce na nižji energijski ravni, kar je posledica interakcije med delci.
• Konvekcija je prenos energije med površino materiala in tekočino, ki se širi čez / pod materialom ali v sami tekočini (tekočina ali plin). Spremembe temperature povzročajo razlike v gostoti tekočine, kar povzroči gibanje molekul, pri čemer se vroči deli z manjšo maso dvignejo, hladni deli pa nasprotno. Ti premiki povzročijo temperaturno ravnovesje. V fiziki je ta proces znan kot Brownovo gibanje.