Konvekció

La konvekció Ez egy olyan folyamat, amely a természetben előfordul, és amelynek során a hő folyékony, gáznemű vagy folyékony anyagok között folyékony, szilárd és folyékony stb. Mindezek a kombinációk akkor lehetségesek, ha erről a hőcserélő folyamatról beszélünk, amelyben mindkét testnek, függetlenül attól, hogy milyen állapotban van, különböző hőmérsékletűek lesznek. A konvekció a meteorológia egyik fontos folyamata, amely magában foglalja a hőátadást a légtömegek között.

Szeretne többet megtudni a konvekcióról? Ebben a cikkben mindent elmagyarázunk róla.

Hőátadás

A hőátadás a fő a konvekcióban. Nem számít az egyes testek állapota, Amíg észrevehető hőmérséklet-különbség van, konvekció léphet fel. Ez egy olyan folyamat, amelyet kihasználunk, hogy felmelegítsük a vizet egy edényben. Amikor két, különböző hőmérsékletű test találkozik, akkor az történik, amit hőáramlásnak ismerünk. A legmagasabb hőmérsékletű test a legkevésbé adja át a hőt.

Ez az egyik oka annak, hogy amikor a kezünket a kályha közelébe tesszük, érezzük a meleget. A kályha nem adja át ezt a hőt. Vannak más hőátadási folyamatok is, például a sugárzás és a vezetés, amelyeket a konvekcióval együtt magyaráznak, ezért később ezeket is áttekintjük.

A folyadékokat és a gázokat egyaránt folyadéknak tekintik. Molekuláinak mozgása felelős azért, hogy a hő képes legyen áramlást létrehozni a két test között. A rossz hővezető képesség azt jelenti, hogy a tésztát kényszeríteni kell extrakcióra vagy hőt adni. Ehhez hűti vagy felmelegíti a szilárd anyagokat vagy folyadékokat.

A kazánokban hőcserélőt használnak. Ez egy fémcsőből áll, ahol víz kering belül. Kívül nagyon magas hőmérsékleten lesz gázunk. A konvekciós folyamat révén a gáz képes lesz leadni a hőjét a fémcsőnek, és a víz vezetéssel fogadja. A cső felmelegszik és feladja a hőt a másik irányban folyó víznek. Ez a víz, konvekció útján hőt kapva, gőzzé melegszik.

Vezetés

Az energia kapcsán az egyik leggyakrabban megvitatott téma mind a közvetlen, mind a közvetett hőátadás. A háztartási elektromos készülékekben fűtést és légkondicionálást használunk a hő vagy a hideg átadására. Ezeknek a készülékeknek energiaveszteségük is van. Az általunk felhasznált és elveszített energia mennyisége közötti globális érték energiahatékonyságnak minősül és fontos változó, amelyet figyelembe kell venni a termék végső árában.

A vezetés mindenki számára könnyen érthető folyamat. Kb hőátadás két különböző hőmérsékletű pont között. Ez az átadás anélkül történik, hogy anyagcsere lenne közöttük. Egyszerű példa: van egy fémrúdunk, amelynek egyik vége 80 fokos, a másik szobahőmérsékletű. Ha nincs más külső hatás, akkor a hővezető hőtranszfer a forró végtől a hideg végig fog bekövetkezni. Ez a hideg vég felmelegedését eredményezi. Mit kell mondani, hogy a vezetés teljesen attól függ, hogy milyen típusú anyagról beszélünk. Nem azonos fémrúdról beszélni, mint fából. A vezetőképesség olyan elem, amelyet figyelembe kell venni az energiacsere fizikai folyamatában.

Sugárzás

A hőcserélés másik folyamata a sugárzás. Az otthonban is erősen használjuk. Ez a hő, amelyet a test kibocsát a hőmérséklete miatt, de a testek közötti érintkezés nélkül. Láttuk, hogy a vezetés során súrlódásnak kell lennie a testek között, vagy a hőnek ugyanazon test által történő kiterjesztésének kell lennie. Ami nem történhetett, az az anyagcsere. Ebben az esetben a melegebb test hidegre melegedhet anélkül, hogy hozzá is érne.

Ebben a típusú folyamatban hőcserét fogunk látni az az egyszerű tény, hogy a test melegebb, mint egy másik. Ennek a folyamatnak az észleléséhez szükséges, hogy a melegebb test nagyon magas hőmérsékletű legyen. Ennek egy egyszerű példája látható nyáron, amikor elmész a strandra. Amikor parkolva hagyja az autót, és telnek az órák, visszajön, hogy beszerezzen valamit, és amikor megérinti az ajtók fémét, megég a forróság. A Nap nagyon nagy távolságra van, és sugárzás révén képes átadni ezt a hőt az autónak.

Sugárzás esetén figyelembe vesszük azt is, hogy milyen típusú anyaggal van dolgunk. A fa felülete felmelegszik, de szigetelő tulajdonságai miatt nem képes annyi hőt tárolni.

A konvekció típusai

Miután elmagyaráztuk a létező lehetséges hőátadásokat, megszámoljuk a létező konvekció típusait. A konvekcióval történő hőátadás többféle módon történhet:

• Kényszerű: Ventilátoron keresztül történik, levegő esetén, vagy szivattyún keresztül, víz esetén, amelyben a folyadék forró zónán keresztül mozog, és a hő hideg zónába kerül.
• Természetes: akkor fordul elő, amikor a folyadék kivonja a meleget a forró zónából, és módosítja annak sűrűségét. Ez arra készteti, hogy a leghidegebb terület felé mozogjon, ahol feladja a meleget.

A konvekció különféle típusainak jobb megértése érdekében példát fogunk adni. Ha fűtőtestet kapcsolunk be, akkor meg kell várni a hőmérséklet emelkedését. Ha kis távolságra tesszük a kezünket a radiátorra, látni fogjuk, hogy teljesen természetes a levegő áramlása, mivel a forró levegő hajlamos emelkedni. A környező levegő felmelegszik és csökken a sűrűsége, így kisebb a súlya. Így felfelé áramlik, aminek következtében a levegő újra áthalad, folyamatosan megújulva. Mintha ciklikus folyamat lenne.

Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet tudhat meg a konvekcióról és a hőátadásról.