Zadeva je prisotna okoli nas, v treh državah, trdna, tekoča in plinska. Pretvorba snovi iz ene države v drugo se imenuje sprememba stanja, ki se dogaja zaradi izmenjave toplote med snovjo in okolico. Torej je toplota prehod energije iz enega sistema v drugega zaradi razlike v temperaturi, ki se pojavi na tri različne načine, to so prevodnost, konvekcija in sevanje.
Ljudje pogosto napačno razumejo te oblike prenosa toplote, vendar temeljijo na različni fizični interakciji za prenos energije. Da bi preučili razliko med prevodnostjo, konvekcijo in sevanjem, si poglejmo spodnji članek.
Primerjalna tabela
| Podlaga za primerjavo | Prevajanje | Konvekcija | Sevanje |
|---|---|---|---|
| Pomen | Prevajanje je proces, pri katerem prenos toplote poteka med predmeti z neposrednim stikom. | Konvekcija se nanaša na obliko prenosa toplote, pri kateri pride do prehoda energije znotraj tekočine. | Radition namiguje na mehanizem prenosa toplote brez fizičnega stika med predmeti. |
| Zastopajte | Kako toplota potuje med predmeti v neposrednem stiku. | Kako gre toplota skozi tekočine. | Kako toplota teče skozi prazne prostore. |
| Vzrok | Zaradi temperaturne razlike. | Zaradi razlike v gostoti. | Prihaja iz vseh objektov pri temperaturi nad 0 K. |
| Pojavi se | Pojavlja se v trdnih snoveh, skozi molekularne trke. | Pojavlja se v tekočinah, v dejanskem toku snovi. | Pojavi se na daljavo in ne segreva vmesne snovi. |
| Prenos toplote | Uporablja ogreto trdno snov. | Uporablja vmesno snov. | Uporablja elektromagnetna valovanja. |
| Hitrost | Počasi | Počasi | Hitro |
| Zakon refleksije in loma | Ne sledi | Ne sledi | Sledite |
Opredelitev izvedbe
Prevajanje lahko razumemo kot proces, ki omogoča neposreden prenos toplote skozi snov zaradi razlike v temperaturi med sosednjimi deli objekta. To se zgodi, ko se temperatura molekul, prisotnih v snovi, poveča, kar povzroči močne vibracije. Molekule trčijo z okoliškimi molekulami, zaradi česar so tudi vibracije, kar povzroči transport toplotne energije v sosednji del objekta.
Preprosto povedano, kadar sta dva objekta v neposrednem stiku drug z drugim, bo prenos toplote iz vročega objekta na hladnejši, ki je posledica prevodnosti. Nadalje se predmeti, ki omogočajo enostavno prehajanje skozi njih, imenujejo vodniki.
Opredelitev konvekcije
V znanosti znanost pomeni konvekcijsko obliko prenosa toplote z dejanskim premikom snovi, ki se pojavlja le v tekočinah. Fluid namiguje na vsako snov, katere molekule se prosto gibajo iz enega kraja v drugega, kot so tekočina in plini. To se dogaja naravno ali celo silovito.
Gravitacija ima pomembno vlogo v naravni konvekciji, tako da, ko se snov segreva od spodaj, vodi do širitve vročega dela. Zaradi vzgona se vroča snov dvigne, ker je manj gosta, hladnejša snov pa jo zaradi visoke gostote, ki se ob vročini premika navzgor, nadomešča s potapljanjem na dno, proces pa se nadaljuje. Pri konvekciji, pri segrevanju snovi, se molekule razpršijo in premikajo narazen.
Kadar se konvekcija izvaja silovito, se snov prisili, da se premakne navzgor s kakršnimi koli fizikalnimi sredstvi, kot je črpalka. Npr. Sistem ogrevanja zraka.
Opredelitev sevanja
Mehanizem prenosa toplote, v katerem ni potreben noben medij, se imenuje sevanje. Nanaša se na gibanje toplote v valovih, saj ne potrebuje molekul za potovanje skozi. Za prenos toplote predmet ni v neposrednem stiku. Kadarkoli čutite toploto, ne da bi se dejansko dotaknili predmeta, je to zaradi sevanja. Poleg tega so barva, površinska orientacija itd. Nekatere od površinskih lastnosti, od katerih je močno odvisno sevanje.
V tem procesu se energija prenaša skozi elektromagnetna valovanja, imenovana sevalna energija. Vroči predmeti običajno oddajajo toplotno energijo v hladnejše okolje. Radiantna energija lahko potuje v vakuumu od izvira do hladnejšega okolja. Najboljši primer sevanja je sončna energija, ki jo dobimo od sonca, čeprav je od nas oddaljena milja.
Ključne razlike med vodenjem, konvekcijo in sevanjem
Bistvene razlike med prevodnostjo, konvekcijo in sevanjem so razložene pod:
- Prevajanje je proces, v katerem se toplota prenaša med deli kontinuuma, preko neposrednega fizičnega stika. Konvekcija je načelo, pri katerem se toplota prenaša s tokovi v tekočini, to je tekočini ali plinu. Sevanje je mehanizem za prenos toplote, pri katerem se prehod odvija preko elektromagnetnih valov.
- Prevajanje kaže, kako se toplota prenaša med predmeti v neposrednem stiku, vendar konvekcija odraža, kako toplota potuje skozi tekočine in pline. V nasprotju s tem sevanje kaže, kako toplota potuje skozi kraje brez molekul.
- Prevajanje poteka kot posledica razlike v temperaturi, tj. Toplotnih tokov iz visokotemperaturnega območja v območje nizkih temperatur. Konvekcija se zgodi zaradi spremembe gostote, tako da se toplota premika iz regije nizke gostote v regijo z visoko gostoto. Nasprotno, vsi predmeti sproščajo toploto, ki ima temperaturo več kot 0 K.
- Kondukcija se ponavadi pojavi v trdnih snoveh z molekularnim trkom. Konvekcija poteka v tekočinah z masnim gibanjem molekul v isti smeri. Nasprotno, sevanje poteka skozi prostor vakuuma in ne ogreje posredovalnega medija.
- Prenos toplote poteka preko ogrevane trdne snovi, v prevodnosti, medtem ko se v konvekciji toplotna energija prenaša preko vmesnega medija. Za razliko od obroka se za prenos toplote uporabljajo elektromagnetni valovi.
- Hitrost prevodnosti in konvekcije je počasnejša od sevanja.
- Prevajanje in konvekcija ne sledita zakonu refleksije in loma, medtem ko se sevanje pokriva enako.
Zaključek
Termodinamika je študija prenosa toplote in z njo povezanih sprememb. Prevajanje ni nič drugega kot prenos toplote iz bolj vročega v hladnejši del. Konvekcija je prenos toplote z gibanjem tekočine navzgor in navzdol. Sevanje se pojavi, ko toplota potuje skozi prazen prostor.
