Convecție vs radiație
Convecția și radiația sunt două procese discutate în domeniul căldurii. Convecția este metoda de transfer de căldură folosind particule în mișcare. Radiația nu necesită particule sau mediu pentru a transfera energie. Ambele procese sunt foarte importante în numeroase domenii. Aceste concepte sunt utilizate pe scară largă în căldură și termodinamică, știința atmosferică, analiza vremii, analiza climei, mecanica fluidelor și chiar științe medicale. Este vital să aveți o înțelegere adecvată a acestor concepte pentru a excela în astfel de domenii, care folosesc intens aceste concepte. În acest articol, vom discuta despre ce sunt convecția și radiația, definițiile lor, aplicațiile convecției și radiației, asemănările lor și, în final, diferența dintre convecție și radiație.
Ce este radiația?
Radiația electromagnetică sau cunoscută în mod obișnuit ca radiație sau radiație EM este o metodă de transfer de căldură. Radiația electromagnetică a fost propusă pentru prima dată de James Clerk Maxwell. Acest lucru a fost confirmat ulterior de Heinrich Hertz, care a produs cu succes primul val EM. Maxwell a derivat forma de undă pentru undele electrice și magnetice și a prezis cu succes viteza acestor unde. Deoarece această viteză a undei a fost egală cu valoarea experimentală a vitezei luminii, Maxwell a propus, de asemenea, că lumina este, de fapt, o formă de unde EM. Undele electromagnetice au atât un câmp electric, cât și un câmp magnetic oscilant perpendicular unul pe celăl alt și perpendicular pe direcția de propagare a undei. Toate undele electromagnetice au aceeași viteză în vid. Frecvența undei electromagnetice decide energia stocată în ea. Mai târziu s-a demonstrat folosind mecanica cuantică că aceste unde sunt, de fapt, pachete de unde. Energia acestui pachet depinde de frecvența undei. Acest lucru a deschis câmpul dualității undă-particulă a materiei. Acum se poate observa că radiațiile electromagnetice pot fi considerate unde și particule. Un obiect, care este plasat la orice temperatură peste zero absolut, va emite unde EM de fiecare lungime de undă. Energia, pe care o emite numărul maxim de fotoni, depinde de temperatura corpului.
Ce este convecția?
Convecția este terminologia folosită pentru mișcările în vrac ale fluidelor. Cu toate acestea, în acest articol, convecția este considerată ca fiind sub formă de convecție termică. Spre deosebire de conducție, convecția nu poate avea loc în solide. Convecția este procesul de transfer de energie prin transfer direct de materie. În lichide și gaze, atunci când este încălzit de jos, stratul inferior al fluidului va fi încălzit mai întâi. Stratul de aer încălzit se extinde apoi; fiind mai puțin dens decât aerul rece, stratul de aer cald se ridică sub formă de curent de convecție. Apoi, următorul strat de fluid se confruntă cu aceleași fenomene. Între timp, primul strat de aer cald este acum răcit și va coborî. Acest efect creează o buclă de conducție, eliberând continuu căldura preluată din straturile inferioare către straturile superioare. Acesta este un model foarte important în sistemele meteorologice. Căldura de la suprafața pământului este eliberată în atmosfera superioară prin acest mecanism.
Care este diferența dintre convecție și radiație?
• Pentru ca convecția să aibă loc, în jurul corpului încălzit trebuie să fie prezent un mediu cu particule mobile. Radiația nu necesită niciun mediu.
• Transferul de căldură de la radiație este mai rapid decât transferul de căldură de la convecție.
• Convecția duce întotdeauna căldura departe de gravitație, în timp ce radiația este emisă în toate direcțiile.
