Skirtumas tarp laidumo ir konvekcijos

Energijos pokytis tarp dviejų sistemų (kūnų) dėl skirtingos jų temperatūros vadinamas šilumos perdavimu. Šilumos perdavimas iš vieno kūno į kitą vyksta spontaniškai, iš šiltesnio (aukštesnė temperatūra) į šaltesnį kūną (žemesnė temperatūra). Jei nėra kitų priežasčių, stebimų sistemų būklė pasikeis, kol bus nustatytas šilumos balansas. Iš esmės yra trys šilumos perdavimo režimai: laidumas, konvekcija ir radiacija.

Kas yra laidumas?

Šilumos laidumas yra šilumos judėjimo būdas, būdingas kietosioms medžiagoms, nors jis taip pat atsiranda (tačiau su nereikšmingu intensyvumu) skysčiuose. Tai reiškia, kad laidumas yra šilumos perdavimo per terpę procesas, neimant masės. Kai skiriasi temperatūros skirtumai tarp skirtingų sistemos dalių, vyksta šilumos perdavimas, per kurį energija patenka iš aukštesnės temperatūros srities (kūno) į tą vietą, kurioje yra žemesnė temperatūros sritis. Energija perduodama iš dalelių į daleles, t. Y. Šiluma juda iš vieno galo į kitą galą, o medžiaga (sistema, kūnas) neveikia. Laidumas vyksta vienalyčiuose nelaidžiuose kietuose kūnuose, ir tai atliekama perduodant šilumą iš vienos dalelės į kitą be jokio akivaizdaus judesio. Panašiai, tas pats atsitinka homogeniniame, permatomame kietajame kūne, tokiame kaip stiklas ir kvarcas, tuo tarpu šiluma taip pat vykdoma radiacija. Remiantis molekulinės kinetikos teorija, šis šilumos perdavimo būdas atliekamas susidūrus molekulėms. Šiltesnio kūno molekulės turi didesnį greitį, o susikirtus jų greitis (temperatūra) mažėja, tuo tarpu lėtesnės (šaltesnės) molekulės tampa greitesnės. Medžiagos savybė, reiškianti šilumos judėjimo per medžiagą intensyvumą, yra vadinama šilumos laidumo koeficientu - λ (W / m ° C). Tai yra medžiagos gero šilumos laidininko matas, kuris turi įtakos šilumos perdavimui. greitis. Šilumos Q kiekis, kuris bus praleidžiamas laidumu per vienalytę plokštę, gali būti apskaičiuojamas pagal šią formulę:

Kas yra konvekcija?

Konvekcija yra šilumos perdavimas, cirkuliuojant ar perkeliant šiltas daleles į vėsesnę erdvę. Tai dar viena intuityvi sąvoka, nes mes žinome, kad šiltas oras ar vanduo kyla. Atsižvelgiant į apskritimą, aušintuvo dalelės keičiamos (keičiamos) į šiltesnes. Tada šaltos dalelės pašildomos ir procesas toliau sukuria konvekcijos srautą. Konvekcinis perdavimas vyksta tarp kėbulo išorinių sienų ir aplinkos, taip pat tarp vidinių sienų ir kėbulo bei vidaus aplinkos. Konvekcijos atveju šilumos perdavimas vyksta išilgai kieto kūno ir jį supančio skysčio ribos. Toks šilumos perdavimas įvyksta tik tada, kai skystis juda. Šilumos judėjimo eiga priklauso nuo kieto kūno temperatūros ir skysčio, judančio aplink tą kūną. Pavyzdžiui, kai skysčio judesį sukelia maišytuvas arba siurblys su ventiliatoriumi, konvekcija yra priversta. Kitaip yra natūralu. Šilumos kiekis, perduotas laiko vienete per plotą Fz (šilumos srautas), nustatomas remiantis išraiška:   kur: 
šilumos perdavimo pagal konvekciją koeficientas, t¹, t² skysčių ir kūno temperatūros, F² - skysčio padengtas kūno paviršius.
Skysčių konvekcijos procesas visada vyksta kartu su šilumos perdavimu laidumo būdu, nes dalelės visada tiesiogiai liečiasi viena su kita..

Skirtumas tarp laidumo ir konvekcijos

1) Laidumo ir konvekcijos apibrėžimas

Laidumas yra šilumos perdavimo per kietas medžiagas mechanizmas. Laidumas kaip procesas reiškia molekulių kinetinės energijos pasikeitimą jų tarpusavio susidūrimuose. Susiduriant molekulėms, keičiasi kinetinė energija, kai greitesnės molekulės, turinčios didesnę kinetinę energiją ir didesnę šilumą, dalį šilumos atiduoda lėtesnėms, mažesnio šilumos lygio, molekulėms. Konvekcija yra netiesioginio šilumos perdavimo mechanizmas. Priklausomai nuo kieto kūno ir skysčio temperatūros, vienas iš jų duos (šiltesnis), o kitas (vėsesnis) gaus šiluminę energiją. Kuo didesnis skysčio judėjimo greitis, tuo didesnė konvekcija.

2) Laidumo ir konvekcijos priežastis

Laidumas vyksta dėl klausos skirtumo, tuo tarpu esant konvekcijai yra tankio skirtumas.

3) Laidumo ir konvekcijos atsiradimas

Laidumas vyksta tik kietose medžiagose (tiesioginis energijos perdavimas). Konvekcija vyksta energijos srautu skysčiuose.

Laidumas prieš konvekciją: palyginimo diagrama

Laidumo ir konvekcijos santrauka

• Šilumos perdavimas vyksta kiekvieną kartą, kai kurioje aplinkoje temperatūra skiriasi dviem taškais. Šis perdavimas yra šilumos energija, praeinanti kaip temperatūrų skirtumo padarinys.
• Laidumas yra tiesioginis energijos perdavimas iš dalelių (kietų ar skystų) iš padidėjusio energijos lygio į daleles, esančias žemesniame energetiniame lygyje, kaip dalelių sąveikos padarinys.
• Konvekcija yra energijos perdavimas tarp medžiagos paviršiaus ir skysčio, kuris pasiskirsto virš medžiagos / po ja arba pačiame skystyje (skystis ar dujos). Temperatūros svyravimai lemia skysčių tankio skirtumus, dėl kurių molekulės juda, kai karštos dalys, kurių masė mažesnė, pakyla, o šaltos - atvirkščiai. Šie judesiai lemia temperatūros pusiausvyrą. Fizikoje šis procesas žinomas kaip „Brauno judėjimas“.