Jautājums ir atrodams ap mums trīs valstīs - cietā, šķidrā un gāzes. Materiāla pārveidošana no vienas valsts uz citu tiek saukta par valsts maiņu, kas notiek siltuma apmaiņas dēļ starp vielu un tās apkārtni. Tātad, siltums ir enerģijas pāreja no vienas sistēmas uz otru, pateicoties temperatūras atšķirībai, kas notiek trīs dažādos veidos: vadītspēja, konvekcija un starojums.
Cilvēki bieži nepareizi saprot šos siltuma pārneses veidus, bet tie balstās uz daudzveidīgu fizisko mijiedarbību, lai nodotu enerģiju. Lai izpētītu atšķirību starp vadīšanu, konvekciju un starojumu, apskatīsim tālāk sniegto rakstu.
Salīdzinājuma diagramma
| Salīdzinājuma pamats | Vadība | Konvekcija | Radiācija |
|---|---|---|---|
| Nozīme | Vadība ir process, kurā siltuma pārnešana notiek starp objektiem tiešā saskarē. | Konvekcija attiecas uz siltuma pārneses formu, kurā šķidrumā notiek enerģijas pāreja. | Radiācija norāda uz mehānismu, kurā siltums tiek pārraidīts bez jebkāda fiziska kontakta starp objektiem. |
| Pārstāvēt | Kā siltums pārvietojas starp tiešā kontaktā esošiem objektiem. | Kā siltums iet caur šķidrumiem. | Kā siltums plūst caur tukšām telpām. |
| Iemesls | Temperatūras starpības dēļ. | Sakarā ar blīvuma atšķirību. | Notiek no visiem objektiem, temperatūrā, kas lielāka par 0 K. |
| Notikums | Notiek cietās daļās, izmantojot molekulārās sadursmes. | Notiek šķidrumos, faktiskā vielas plūsmā. | Notiek attālums un neapsilda iejaukšanos. |
| Siltuma pārnešana | Izmanto sildītu cietu vielu. | Izmanto starpproduktu. | Izmanto elektromagnētiskos viļņus. |
| Ātrums | Lēns | Lēns | Ātri |
| Pārdomu un refrakcijas likums | Neievēro | Neievēro | Sekojiet |
Vadīšanas definīcija
Vadītspēju var saprast kā procesu, kas ļauj tiešu siltuma pārnešanu caur vielu, ņemot vērā temperatūras atšķirības, starp blakus esošajām objekta daļām. Tas notiek, ja vielas molekulās esošā molekula temperatūra paaugstinās, izraisot spēcīgu vibrāciju. Molekulas saduras ar apkārtējām molekulām, padarot tās arī vibrācijas, kā rezultātā siltumenerģija tiek transportēta uz blakus esošo objekta daļu.
Vienkārši izsakoties, ja divi priekšmeti ir tiešā saskarē ar otru, karstāks objekts tiks pārnests uz aukstāku, kas ir saistīts ar vadīšanu. Turklāt priekšmetus, kas ļauj karstumam viegli pārvietoties caur tiem, sauc par vadītājiem.
Konvekcijas definīcija
Zinātnē konvekcija nozīmē siltuma pārneses formu, reālu vielu kustību, kas notiek tikai šķidrumos. Šķidrums attiecas uz jebkuru vielu, kuras molekulas brīvi pārvietojas no vienas vietas uz citu, piemēram, šķidrumu un gāzēm. Tas notiek dabiski vai pat spēcīgi.
Gravitācijai ir liela nozīme dabiskajā konvekcijā, tā, kad viela tiek uzsildīta no apakšas, izraisa karstākas daļas paplašināšanos. Peldspējas dēļ karstāka viela palielinās, jo tā ir mazāk blīva, un aukstāka viela to aizvieto, nogremdējot apakšā, pateicoties augstam blīvumam, kas, karstumā pārceļas uz augšu, un process turpinās. Konvekcijā, uzkarsējot vielu, tās molekulas izkliedējas un pārvietojas.
Ja konvekcija tiek veikta stingri, viela ir spiesta pārvietoties uz augšu ar jebkādiem fiziskiem līdzekļiem, piemēram, sūkni. Piemēram, gaisa apkures sistēma.
Radiācijas definīcija
Siltuma pārneses mehānismu, kurā nav nepieciešama vide, sauc par starojumu. Tas attiecas uz siltuma kustību viļņos, jo tam nav vajadzīgas molekulas, lai ceļotu. Objektam nav jābūt tiešā saskarē ar otru, lai pārraidītu siltumu. Ikreiz, kad jūtat siltumu, faktiski nepieskaroties objektam, tas ir saistīts ar radiāciju. Turklāt krāsa, virsmas orientācija utt. Ir dažas no virsmas īpašībām, kurām radiācija ir ļoti atkarīga.
Šajā procesā enerģija tiek pārraidīta caur elektromagnētiskajiem viļņiem, ko sauc par starojuma enerģiju. Karstie objekti parasti izstaro siltumenerģiju dzesētāja apkārtnē. Radiālā enerģija spēj pārvietoties vakuumā no tās avota līdz vēsākai videi. Labākais radiācijas piemērs ir saules enerģija, ko mēs iegūstam no saules, lai gan tas ir jūdžu attālumā no mums.
Galvenās atšķirības starp vadīšanu, konvekciju un radiāciju
Būtiskās atšķirības starp vadīšanu, konvekciju un starojumu ir izskaidrotas kā:
- Vadība ir process, kurā siltums tiek transportēts starp kontinuuma daļām, izmantojot tiešu fizisku kontaktu. Konvekcija ir princips, kurā siltumu pārvada plūsmas šķidrumā, ti, šķidrumā vai gāzē. Radiācija ir siltuma pārneses mehānisms, kurā pāreja notiek caur elektromagnētiskajiem viļņiem.
- Vadība rāda, kā siltums tiek nodots starp tiešā kontaktā esošiem objektiem, bet konvekcija atspoguļo to, kā siltums šķērso šķidrumus un gāzes. Pretēji tam radiācija norāda, kā siltums ceļo pa vietām, kurās nav molekulu.
- Vadītspēja notiek temperatūras atšķirības dēļ, ti, siltuma plūsmas no augstas temperatūras laukuma līdz zemas temperatūras zonai. Konvekcija notiek, pateicoties blīvuma izmaiņām, tā, ka siltums pārceļas no zema blīvuma reģiona uz augsta blīvuma reģionu. Gluži pretēji, visi objekta izdalīšanās siltumi, kuru temperatūra pārsniedz 0 K.
- Vadība parasti notiek cietās daļās, izmantojot molekulāru sadursmi. Konvekcija notiek šķidrumos ar molekulu kustību tajā pašā virzienā. Turpretim radiācija notiek caur kosmosa vakuumu un nesilda vidējo vidi.
- Siltuma pārnešana notiek caur apsildāmu cietu vielu, vadītspēju, savukārt konvekcijā siltumenerģija tiek pārraidīta starpposma veidā. Atšķirībā no devas siltuma nodošanai izmanto elektromagnētiskos viļņus.
- Vadīšanas un konvekcijas ātrums ir lēnāks nekā starojums.
- Vadība un konvekcija neievēro atstarošanas un refrakcijas likumu, bet radiācija pakļaujas tam pašam.
Secinājums
Termodinamika ir siltuma pārneses un ar to saistīto izmaiņu izpēte. Vadība nav nekas cits kā siltuma pārnešana no karstākas daļas uz aukstāku. Konvekcija ir siltuma pārnešana šķidruma augšup un lejup kustībā. Radiācija notiek, kad siltums ceļo caur tukšu vietu.
