Innehåll
- Konvektion värmeöverföring
- Konvektionsexempel
- Advection värmeöverföring
- Advektionsexempel
- Andra typer av värmeöverföringar
Om du någonsin har tagit upp metallhandtaget på en kastrull som värms upp över en eld, har du upplevt värmeöverföringen smärtsamt. Det finns fyra sätt på vilka värme överförs från ett objekt till ett annat: ledning, strålning, konvektion och ledning. Värme strömmar nästan alltid från föremålet med den högsta temperaturen till den med den lägsta temperaturen och förändrar deras inre energi under processen. Huvudskillnaden mellan konvektion och advektion är utbytesriktningen.
Konvektion värmeöverföring
Konvektionsvärmeöverföring innefattar överföring av värme genom partiklarnas rörelse i mediet. Detta medium måste vara en gas eller vätska som möjliggör rörelse. Konvektion överför alltid värme i vertikalt plan, och denna rörelse utlöses av variationer i mediumets densitet och därmed flytkraft. De uppvärmda partiklarna expanderar och minskar densiteten; dessa partiklar blir sedan mer dynamiska än de omgivande partiklarna, vilket får dem att stiga. När de stiger överförs värmen till de kallaste delarna ovanför dem.
Konvektionsexempel
Konvektionsvärmeöverföring sker när en kruka med vatten värms upp. Vattenmolekyler nära värmekällan expanderar. Denna expansion minskar densiteten och de börjar stiga; det är det som får vattnet i en kruka att koka. Atmosfären ger också ett exempel på värmeöverföring genom konvektion. När ett luftpaket värms upp av solenergi - strålningsvärmeöverföring - expanderar luftpaketet och minskar dess densitet. Detta ökar dess flytkraft och får den att stiga upp i atmosfären; detta producerar en instabil atmosfär med ett vertikalt luftflöde.
Advection värmeöverföring
Värmeöverföringen genom advektion skiljer sig från konvektionen eftersom värmerörelsen är begränsad till det horisontella planet. Denna typ av överföring drivs inte av variationer i densitet, men det kräver en extern kraft, såsom vind eller drag, för att förskjuta partiklarna i mediet. När partiklarna rör sig horisontellt i system som är varmare eller kallare överförs värme.
Advektionsexempel
Huvudexemplet på värmeöverföring genom förflyttning är meteorologiska fronters rörelse. Dessa fronter representerar massor av kall eller varm luft som rör sig horisontellt av vindar över ytan; när dessa luftmassor stöter på den varmaste eller kallaste luften, utbyts värme mellan systemen. Havsströmmar är ett annat exempel på överföringsvärme. I stället för vertikalt rör sig strömmarna varmt eller kallt vatten i horisontella riktningar; eftersom dessa vatten interagerar med varmare eller kallare vattenområden, utbyts värme mellan dem.
Andra typer av värmeöverföringar
De återstående typerna av värmeöverföring är: ledning och strålning. Överföringar genom att leda värme från ett objekt till ett annat sker utan rörelse; värme överförs från en molekyl till en annan. Denna typ av värmeöverföring sker endast i fasta ämnen; handtaget på en het panna är ett exempel. Överföringen av värme genom strålning innebär överföring av värme genom elektromagnetiska energivågor. Ett exempel på strålning är solljus; när vågorna träffar andra partiklar börjar de vibrera eller värmas upp.