Convezione

Convezione in meteorologia

La convezione È un processo che avviene in natura mediante il quale il calore viene trasferito tra sostanze liquide, gassose o liquide con sostanze liquide, solide e liquide, ecc. Tutte queste combinazioni sono possibili quando parliamo di questo processo di scambio termico in cui entrambi i corpi, indipendentemente dallo stato in cui si trovano, avranno temperature diverse. La convezione è un processo importante in meteorologia che implica un trasferimento di calore tra masse d'aria.

Vuoi saperne di più sulla convezione? In questo articolo spiegheremo tutto al riguardo.

Trasferimento termico

Convezione in una pentola

Il trasferimento di calore è la cosa principale nella convezione. Non importa lo stato di ogni corpo, Finché c'è una notevole differenza di temperatura, può verificarsi convezione. Questo è un processo di cui approfittiamo per riscaldare l'acqua in una pentola. Quando due corpi a temperature diverse si incontrano, avviene ciò che conosciamo come flusso di calore. È il corpo con la temperatura più alta che trasferisce il calore al minimo.

Questo è uno dei motivi per cui, quando mettiamo la mano vicino alla stufa, sentiamo il calore. La stufa non trasferisce quel calore. Ci sono anche altri processi di trasferimento del calore come la radiazione e la conduzione che vengono spiegati insieme alla convezione, quindi li esamineremo anche in seguito.

Sia i liquidi che i gas sono considerati fluidi. Il movimento delle sue molecole è responsabile del calore in grado di stabilire un flusso tra i due corpi. Una scarsa conducibilità termica significa che l'impasto deve essere costretto ad estrarre o dare calore. Per fare questo, raffredda o riscalda solidi o liquidi.

Uno scambiatore di calore viene utilizzato nelle caldaie. Questo è costituito da un tubo metallico all'interno del quale circola l'acqua. Fuori avremo gas ad altissima temperatura. Attraverso il processo di convezione, il gas potrà cedere il proprio calore al tubo metallico e l'acqua lo riceverà per conduzione. Il tubo si riscalda e cede calore all'acqua che scorre nella direzione opposta. Quest'acqua, ricevendo calore per convezione, si riscalda fino a diventare vapore.

guida

guida

Uno degli argomenti più discussi quando si parla di energia è il trasferimento di calore diretto e indiretto. Negli elettrodomestici utilizziamo il riscaldamento e l'aria condizionata per trasferire calore o freddo. Questi apparecchi hanno anche le loro perdite di energia. Il globale tra la quantità di energia che usiamo e la quantità che perdiamo si qualifica come efficienza energetica ed è una variabile importante da tenere in considerazione nel prezzo finale di un prodotto.

La guida è il processo facilmente comprensibile da tutti. Riguarda un trasferimento di calore tra due punti che si trovano a temperature diverse. Questo trasferimento avviene senza che ci sia uno scambio di materia tra di loro. Un semplice esempio è: abbiamo una barra di metallo in cui un'estremità è a 80 gradi e l'altra a temperatura ambiente. Se non ci sono altre influenze esterne, si verificherà un trasferimento di calore conduttivo dall'estremità calda a quella fredda. Questo farà riscaldare la parte fredda. Che dire che la guida dipende interamente dal tipo di materiale di cui stiamo parlando. Non è la stessa cosa parlare di una barra di metallo che di una di legno. La conducibilità è un elemento da tenere in considerazione in questo processo fisico di scambio energetico.

Radiazione

Radiazione

Un altro processo mediante il quale viene scambiato il calore è la radiazione. Lo usiamo enormemente anche a casa. È il calore che un corpo emette a causa della sua temperatura ma senza nemmeno il contatto tra i corpi. Abbiamo visto che nella conduzione deve esserci attrito tra i corpi o estensione del calore attraverso lo stesso corpo. Quello che non poteva essere lo scambio di materia. In questo caso, il corpo più caldo può riscaldarsi al freddo senza nemmeno toccarlo.

In questo tipo di processo vedremo uno scambio di calore da parte di il semplice fatto che un corpo è più caldo di un altro. Affinché questo processo venga percepito, è necessario che il corpo più caldo si trovi a una temperatura molto elevata. Un semplice esempio di questo può essere visto in estate quando si va in spiaggia. Quando lasci l'auto parcheggiata e le ore passano, torni a prendere qualcosa e quando tocchi il metallo delle porte bruci per il caldo. Il Sole si trova a una distanza molto lontana e, tuttavia, per irraggiamento è in grado di trasferire quel calore all'auto.

Nel caso delle radiazioni teniamo conto anche del tipo di materiale con cui abbiamo a che fare. Una superficie in legno si riscalda ma non è in grado di immagazzinare tanto calore a causa delle sue proprietà isolanti.

Tipi di convezione

Pioggia per convezione

Dopo aver spiegato i possibili trasferimenti di calore esistenti, conteremo i tipi di convezione esistenti. Il trasferimento di calore per convezione può avvenire in diversi modi e sono:

  • Costretto: Viene effettuato tramite un ventilatore, nel caso dell'aria, o una pompa, nel caso dell'acqua, in cui il fluido si muove attraverso una zona calda e il calore viene trasportato in una zona fredda.
  • Naturale: si verifica quando il fluido estrae calore dalla zona calda e ne modifica la densità. Questo fa sì che si sposti verso la zona più fredda dove rinuncerà al suo calore.

Per comprendere meglio i diversi tipi di convezione faremo un esempio. Se accendiamo un termosifone, dobbiamo aspettare che la temperatura aumenti. Se poniamo la mano sul radiatore a poca distanza, vedremo che c'è un flusso d'aria del tutto naturale, poiché l'aria calda tende a salire. L'aria circostante si riscalda e diminuisce di densità, facendola pesare meno. Quindi scorre verso l'alto facendo passare di nuovo l'aria, rinnovandosi continuamente. È come se fosse un processo ciclico.

Spero che con queste informazioni possiate saperne di più sulla convezione e sul trasferimento di calore.


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  1.   Freddy suddetto

    Ciao. Ho appena letto il buon articolo sulla convezione. È inclusa un'illustrazione di un falò e quale sarebbe il trasferimento di calore per RADIAZIONE, CONVEZIONE E CONDUZIONE. La realizzazione del trasferimento per irraggiamento e conduzione capisco perfettamente, quello che è difficile per me visualizzare è la differenza tra RADIAZIONE E CONVEZIONE. Non vedo differenza tra l'una e l'altra, tranne che una va verso l'alto mentre la radiazione verso il lato. Le due forme non sarebbero per convezione o irraggiamento?
    Devo capire che la convezione è SEMPRE alta e non laterale?
    Apprezzo qualsiasi commento che mi aiuti a capire questo.
    Ti ringrazio in anticipo per il tuo tempo e la tua buona disposizione.
    Cordiali saluti