Konvekcija

La konvekcija To je proces koji se događa u prirodi kojim se toplina prenosi između tekućih, plinovitih ili tekućih tvari s tekućim, krutim i tekućim itd. Sve su te kombinacije moguće kada govorimo o ovom procesu izmjene topline u kojem će oba tijela, bez obzira na stanje u kojem se nalaze, imati različite temperature. Konvekcija je važan proces u meteorologiji koji uključuje prijenos topline između zračnih masa.

Želite li znati više o konvekciji? U ovom ćemo članku objasniti sve o tome.

Prijenos topline

Prijenos topline glavna je stvar u konvekciji. Nije važno stanje svakog tijela, Sve dok postoji primjetna temperaturna razlika, može doći do konvekcije. Ovo je postupak koji koristimo za zagrijavanje vode u loncu. Kad se susretnu dva tijela na različitim temperaturama, događa se ono što znamo kao protok topline. Tijelo s najvišom temperaturom prenosi toplinu na najmanje.

To je jedan od razloga zašto kad stavimo ruku blizu peći, osjetimo vrućinu. Štednjak ne prenosi tu toplinu. Postoje i drugi procesi prijenosa topline poput zračenja i provođenja koji se objašnjavaju zajedno s konvekcijom, pa ćemo ih kasnije i pregledati.

I tekućine i plinovi smatraju se tekućinama. Kretanje njegovih molekula odgovorno je za to što toplina može uspostaviti protok između dvaju tijela. Loša toplinska vodljivost znači da se tijesto mora prisiljavati da izvlači ili daje toplinu. Da biste to učinili, on hladi ili zagrijava krutine ili tekućine.

U kotlovima se koristi izmjenjivač topline. Sastoji se od metalne cijevi gdje voda cirkulira unutra. Vani ćemo imati plin na vrlo visokoj temperaturi. Kroz proces konvekcije, plin će moći davati toplinu metalnoj cijevi, a voda će ga primati kondukcijom. Cijev se zagrijava i predaje toplinu vodi koja teče u drugom smjeru. Ova voda, primajući toplinu konvekcijom, zagrijava se i postaje para.

Vožnja

Jedna od najčešće raspravljanih tema kada je energija u pitanju je izravni i neizravni prijenos topline. U električnim aparatima za kućanstvo koristimo grijanje i klimatizaciju za prijenos topline ili hladnoće. Ovi uređaji imaju i svoje energetske gubitke. Globalno između količine energije koju koristimo i koje gubimo kvalificira se kao energetska učinkovitost a važna je varijabla koja se uzima u obzir u konačnoj cijeni proizvoda.

Vožnja je postupak koji je lako razumljiv svima. Je o prijenos topline između dviju točaka koje su na različitim temperaturama. Ovaj se prijenos događa, a da između njih ne dolazi do razmjene materije. Jednostavan primjer je: imamo metalnu šipku u kojoj je jedan kraj na 80 stupnjeva, a drugi na sobnoj temperaturi. Ako nema drugog vanjskog utjecaja, provodit će se prijenos topline s vrućeg na hladni kraj. To će dovesti do zagrijavanja hladnog kraja. Što reći da vožnja u potpunosti ovisi o vrsti materijala o kojem govorimo. Nije isto govoriti o metalnoj šipci nego o drvenoj. Vodljivost je element koji treba uzeti u obzir u ovom fizičkom procesu razmjene energije.

Radijacija

Drugi postupak izmjene topline je zračenje. Također ga enormno koristimo kod kuće. To je toplina koju tijelo emitira zbog svoje temperature, ali bez ikakvog kontakta između tijela. Vidjeli smo da u provođenju mora postojati trenje između tijela ili produženje topline kroz isto tijelo. Ono što nije moglo biti razmjena materije. U tom slučaju, toplije tijelo može se zagrijati na hladnoću, a da ga niti ne dodirne.

U ovoj vrsti postupka vidjet ćemo izmjenu topline do jednostavna činjenica da je tijelo vruće od drugog. Da bi se taj proces mogao percipirati, potrebno je da toplije tijelo bude na vrlo visokoj temperaturi. Jednostavan primjer za to može se vidjeti ljeti kada idete na plažu. Kad automobil ostavite parkiran i sati prođu, vratite se po nešto i kad dodirnete metal vrata gorite od vrućine. Sunce je na vrlo dalekoj udaljenosti i, međutim, zračenjem je u stanju prenijeti tu toplinu na automobil.

U slučaju zračenja uzimamo u obzir i vrstu materijala s kojim imamo posla. Drvena površina zagrijava se, ali zbog svojih izolacijskih svojstava ne može pohraniti toliko topline.

Vrste konvekcije

Jednom kada objasnimo moguće prijenose topline koji postoje, izbrojat ćemo vrste konvekcije koje postoje. Prijenos topline konvekcijom može se dogoditi na nekoliko načina, a to su:

• Prisilno: Izvodi se kroz ventilator, u slučaju zraka ili pumpu, u slučaju vode, u kojoj se tekućina kreće kroz vruću zonu, a toplina se prenosi u hladnu zonu.
• Prirodno: javlja se kada tekućina izvlači toplinu iz vruće zone i mijenja njezinu gustoću. Zbog toga se kreće prema najhladnijem području gdje će se odreći svoje topline.

Da bismo bolje razumjeli različite vrste konvekcije, dat ćemo primjer. Ako upalimo radijator, moramo pričekati da se temperatura poveća. Ako stavimo ruku na radijator na kratkoj udaljenosti, vidjet ćemo da postoji potpuno prirodan protok zraka, budući da vrući zrak nastoji rasti. Okolni zrak zagrijava se i smanjuje gustoću, čineći ga manjim. Dakle, teče prema gore uzrokujući da zrak ponovno prolazi, kontinuirano se obnavljajući. To je kao da je riječ o cikličkom procesu.

Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o konvekciji i prijenosu topline.