Klausimas yra aplink mus, trijose valstybėse: kietoje, skystoje ir dujų. Medžiagos konvertavimas iš vienos valstybės į kitą vadinamas valstybės pokyčiu, kuris vyksta dėl šilumos mainų tarp medžiagos ir jo apylinkių. Taigi, šiluma yra energijos perėjimas iš vienos sistemos į kitą dėl temperatūros skirtumo, kuris vyksta trimis skirtingais būdais, ty laidumas, konvekcija ir spinduliuotė.
Žmonės dažnai neteisingai supranta, šių šilumos perdavimo formų, tačiau jie grindžiami įvairiapusiška fizine sąveika, perkeliančia energiją. Norėdami ištirti skirtumą tarp laidumo, konvekcijos ir spinduliuotės, pažvelkime į žemiau pateiktą straipsnį.
Palyginimo diagrama
| Palyginimo pagrindas | Laidumas | Konvekcija | Radiacija |
|---|---|---|---|
| Reikšmė | Laidumas yra procesas, kai šilumos perdavimas vyksta tarp objektų tiesioginiu kontaktu. | Konvekcija reiškia šilumos perdavimo formą, kurioje energijos perėjimas vyksta skystyje. | Spinduliavimas nurodo mechanizmą, kuriuo šiluma perduodama be jokio fizinio kontakto tarp objektų. |
| Atstovauti | Kaip šiluma vyksta tarp tiesioginio kontakto objektų. | Kaip šiluma patenka per skysčius. | Kaip šiluma teka per tuščias erdves. |
| Priežastis | Dėl temperatūros skirtumo. | Dėl tankio skirtumo. | Įvyksta iš visų objektų, esant aukštesnei nei 0 K temperatūrai. |
| Įvykis | Atsiranda kietose medžiagose, susidūrus su molekuliniais susidūrimais. | Įvyksta skysčiuose, faktiniame medžiagos sraute. | Įvyksta nuotoliniu būdu ir nešildo tarpinės medžiagos. |
| Šilumos perdavimas | Naudojama kaitinama kieta medžiaga. | Naudoja tarpinę medžiagą. | Naudoja elektromagnetines bangas. |
| Greitis | Lėtas | Lėtas | Greitas |
| Refleksijos ir refrakcijos teisė | Neatlikta | Neatlikta | Sekite |
Laidumo apibrėžimas
Vadovavimas gali būti suprantamas kaip procesas, leidžiantis tiesiogiai perkelti šilumą iš medžiagos dėl temperatūros skirtumo tarp gretimų objekto dalių. Tai atsitinka, kai padidėja medžiagų, esančių cheminėje medžiagoje, temperatūra, todėl vibracija yra stipri. Molekulės susiduria su aplinkinėmis molekulėmis, todėl jos taip pat vibruoja, todėl šiluminė energija transportuojama į gretimą objekto dalį.
Paprastai kalbant, kai du objektai tiesiogiai liečiasi vienas su kitu, bus šilumos perdavimas iš karštojo objekto į šaltesnį, o tai yra dėl laidumo. Be to, daiktai, leidžiantys lengvai per juos judėti, vadinami laidais.
Konvekcijos apibrėžimas
Moksloje konvekcija reiškia šilumos perdavimo formą, realų medžiagos judėjimą, kuris atsiranda tik skysčiuose. Skystis apima bet kokią medžiagą, kurios molekulės laisvai juda iš vienos vietos į kitą, pavyzdžiui, skystis ir dujos. Tai vyksta natūraliai arba netgi griežtai.
Gravitacija turi didelį vaidmenį natūralioje konvekcijoje taip, kad, kai medžiaga apšildoma iš apačios, atsiranda karštesnės dalies išplitimas. Dėl plūdrumo, karštesnė medžiaga pakyla, nes ji yra mažiau tanki, ir šaltesnė medžiaga ją pakeičia, nugrimzdusi apačioje dėl didelio tankio, kuris, kai jis tampa karštas, juda aukštyn ir procesas tęsiasi. Konvekcijoje, kaitinant medžiagą, jos molekulės išsisklaido ir juda atskirai.
Sustiprinus konvekciją, medžiaga yra priversta judėti aukštyn bet kokiomis fizinėmis priemonėmis, pvz., Siurbliu. Pvz., Oro šildymo sistema.
Radiacijos apibrėžimas
Šilumos perdavimo mechanizmas, kuriame nereikalinga terpė, vadinama spinduliuote. Tai reiškia šilumos judėjimą bangose, nes jam nereikia molekulių, kurios galėtų keliauti. Norint perduoti šilumą, objektas neturi būti tiesiogiai susiliečiantis. Kai jaučiatės šiluma be objekto, tai yra dėl spinduliuotės. Be to, spalva, paviršiaus orientacija ir tt yra kai kurios paviršiaus savybės, nuo kurių labai priklauso spinduliuotė.
Šiame procese energija perduodama per elektromagnetines bangas, vadinamas spinduline energija. Karšti objektai dažniausiai išskiria šiluminę energiją vėsesnėje aplinkoje. Spinduliavimo energija gali važiuoti vakuume nuo šaltinio iki vėsesnės aplinkos. Geriausias spinduliuotės pavyzdys yra saulės energija, kurią gauname iš saulės, nors ji yra mylios nuo mūsų.
Pagrindiniai laidumo, konvekcijos ir radiacijos skirtumai
Esminiai skirtumai tarp laidumo, konvekcijos ir spinduliuotės paaiškinami taip:
- Laidumas yra procesas, kai šiluma yra gabenama tarp kontinuumo dalių, tiesioginiu fiziniu kontaktu. Konvekcija yra principas, kai šiluma perduodama srautais skystyje, ty skystyje arba dujose. Spinduliuotė yra šilumos perdavimo mechanizmas, kuriame perėjimas vyksta per elektromagnetines bangas.
- Laidumas parodo, kaip šiluma perduodama tarp tiesioginio kontakto objektų, tačiau konvekcija atspindi, kaip šiluma vyksta skysčiais ir dujomis. Priešingai, spinduliuotė rodo, kaip šiluma vyksta per vietas, kuriose nėra molekulių.
- Laidumas vyksta dėl temperatūros skirtumo, ty šilumos srautų iš aukštos temperatūros ploto iki žemos temperatūros. Konvekcija vyksta dėl tankio kitimo, todėl šiluma juda iš mažo tankio regiono į didelio tankio regioną. Priešingai, visas objekto išleidimo karštis, kurio temperatūra yra daugiau nei 0 K.
- Paprastai laidumas vyksta kietosiose medžiagose, susidūrus su molekuliniu susidūrimu. Konvekcija vyksta skysčiuose, kai molekulių judėjimas vyksta ta pačia kryptimi. Priešingai, spinduliuotė vyksta erdvės vakuume ir nešildo tarpinės terpės.
- Šilumos perdavimas vyksta per kaitinamą kietą medžiagą laidumo sąlygomis, o konvekcijoje šilumos energija perduodama tarpinės terpės būdu. Skirtingai nei racionas, šiluma perduodama naudojant elektromagnetines bangas.
- Laidumo ir konvekcijos greitis yra lėčiau nei spinduliavimas.
- Laidumas ir konvekcija neatitinka refleksijos ir refrakcijos įstatymo, o spinduliuotė yra tokia pati.
Išvada
Termodinamika yra šilumos perdavimo ir su juo susijusių pokyčių tyrimas. Laidumas yra ne tik šilumos perdavimas iš karščiausios dalies į šaltesnį. Konvekcija - tai šilumos perdavimas skysčio aukštyn ir žemyn. Spinduliavimas vyksta, kai šiluma keliauja per tuščią erdvę.
