Vsebina
- Konvekcijski prenos toplote
- Primeri konvekcije
- Advercijski prenos toplote
- Primeri advekcije
- Druge vrste prenosa toplote
Če ste že pobrali kovinski ročaj ponve, ki se segreje nad ognjem, ste doživeli boleč prenos toplote. Obstajajo štirje načini prenosa toplote iz enega objekta v drugega: prevodnost, sevanje, konvekcija in advekcija. Toplota skoraj vedno teče od objekta z najvišjo temperaturo do najnižje temperature in spreminja notranjo energijo obeh med procesom. Glavna razlika med konvekcijo in advekcijo je smer izmenjave.
Konvekcijski prenos toplote
Konvekcijski prenos toplote vključuje prenos toplote skozi gibanje delcev v mediju. Ta medij mora biti plin ali tekočina, ki omogoča gibanje. Konvekcija vedno prenaša toploto v navpično ravnino in to gibanje sprožijo spremembe gostote medija in zato vzgon. Ogrevani delci se razširijo in zmanjšajo gostoto; ti delci potem postanejo bolj dinamični od okoliških delcev, zaradi česar se dvigajo. Ko se dvignejo, se toplota prenese na hladnejše dele, ki se nahajajo nad njimi.
Primeri konvekcije
Prenos toplote pri konvekciji se pojavi, ko se segreje posoda z vodo. Molekule vode poleg vira toplote se širijo. Ta širitev zmanjšuje njihovo gostoto in začnejo rasti; to je tisto, zaradi česar voda v loncu zavre. Vzdušje je tudi primer prenosa toplote s konvekcijo. Ko se zračni paket segreje s sončno energijo - prenos toplote s sevanjem - se zračni paket razširi in zmanjša njegovo gostoto. To povečuje njegov vzgon in povzroča, da se dvigne v ozračje; to ustvarja nestabilno atmosfero z navpičnim pretokom zraka.
Advercijski prenos toplote
Advektivni prenos toplote se razlikuje od prenosa s konvekcijo, ker je gibanje toplote omejeno na vodoravno ravnino. Ta vrsta prenosa se ne napaja s spremembami v gostoti, ampak zahteva zunanjo silo, kot sta veter ali zračni tok, da premakne delce iz medija. Ker se delci premikajo vodoravno v sistemih, ki so toplejši ali hladnejši, se prenese toplota.
Primeri advekcije
Glavni primer advektivnega prenosa toplote je gibanje vremenskih front. Te fronte predstavljajo maso hladnega ali vročega zraka, ki se premika horizontalno skozi vetrove na površini; ko te zračne mase ugotovijo, da je zrak toplejši ali hladnejši, se toplota izmenjuje med sistemi. Oceanski tokovi so še en primer prenosa toplote z advekcijo. Namesto vertikalno, tokovi premikajo vročo ali hladno vodo v vodoravni smeri; ker te vode medsebojno delujejo s toplejšimi ali hladnejšimi območji vode, se toplota izmenjuje med njimi.
Druge vrste prenosa toplote
Preostale vrste prenosa toplote so: prevodnost in sevanje. Prenosi skozi prevajanje toplote iz enega objekta v drugega se opravijo brez gibanja; toplota se prenaša iz ene molekule v drugo. Ta vrsta prenosa toplote se zgodi samo v trdnih snoveh; primer vroče ponev. Prenos toplote s sevanjem vključuje prenos toplote z elektromagnetnimi valovi energije. Primer sevanja je sončna svetloba; ko valovi udarijo v druge delce, začnejo vibrirati ali se segrevati.