Indhold
- Konvektionsvarmeoverførsel
- Eksempler på konvektion
- Advection Heat Transfer
- Eksempler på rådgivning
- Andre typer varmeoverførsel
Hvis du nogensinde har taget fat i metalhåndtaget i gryden, der opvarmes over et bål, har du smerteligt oplevet varmeoverførsel. Der er fire måder, hvorpå varme overføres fra det ene objekt til det andet: ledning, stråling, konvektion og advektion. Varme strømmer næsten altid fra objektet med højere temperatur til det lavere, hvilket ændrer den indre energi fra begge genstande i processen. Den primære forskel mellem konvektion og advektion varmeoverførsler er retningen på udvekslingen.
Konvektionsvarmeoverførsel
Konvektionsvarmeoverførsel involverer overførsel af varme gennem bevægelsen af mediets partikler. Dette medium skal være en gas eller væske og derved muliggøre bevægelse. Konvektion overfører altid varme i det lodrette plan. Denne bevægelse er drevet af variationer i mediets densitet og derfor opdrift. Opvarmede partikler ekspanderer, hvilket får dem til at mindske i densitet; disse partikler bliver mere flydende end omgivende partikler, hvilket får dem til at stige. Når de stiger, overføres deres varme til køligere dele af mediet placeret over dem.
Eksempler på konvektion
Konvektionsvarmeoverførsel finder sted, når en gryde med vand opvarmes. Da vandmolekylerne tættest på varmekilden er varme, udvides de. Denne udvidelse sænker deres tæthed, og de begynder at stige; det er det, der får vand i en gryde til at koge. Atmosfæren giver også et eksempel på konvektionsvarmeoverførsel. Når en luftpakke opvarmes af solenergi - strålevarmeoverførsel, udvides luftpakken og sænker dens densitet. Dette øger sin opdrift og får den til at stige i atmosfæren. Dette frembringer en ustabil atmosfære med en lodret luftstrøm.
Advection Heat Transfer
Advection varmeoverførsel adskiller sig fra konvektion ved at bevægelse af varme er begrænset til det vandrette plan. Denne type varmeoverførsel drives ikke af variationer i densitet, men kræver snarere en udvendig kraft, såsom vind eller strømme, for at fortrænge mediets partikler. Når partiklerne bevæger sig vandret ind i systemer, der er varmere eller koldere, overføres varme.
Eksempler på rådgivning
Det primære eksempel på overførselsvarmeoverførsel er bevægelse af meteorologiske fronter. Disse fronter repræsenterer luftmasser af kold eller varm luft, der bevæges vandret over overfladen af vinde; da disse luftmasser støder på varmere eller køligere luft, udveksles varme mellem systemerne. Havstrømme er et andet eksempel på overførselsvarmeoverførsel. I stedet for lodret bevæger strømmen varmt eller koldt vand i vandrette retninger. Da disse farvande interagerer med varmere eller køligere områder af vand, udveksles varme mellem dem.
Andre typer varmeoverførsel
De resterende typer varmeoverførsler er ledning og stråling. Ledning overfører varme fra et objekt til et andet uden bevægelse; patten overføres fra molekyle til molekyle. Denne type varmeoverførsel forekommer kun i faste stoffer; håndtaget på en varm gryde er et eksempel på ledning. Strålingsvarmeoverførsel involverer overførsel af varme med elektromagnetiske bølger af energi. Et eksempel på stråling er sollys; når disse bølger rammer andre partikler, får de dem til at vibrere eller varme.