Можливо, ви помітили, що якщо залишити чашку гарячої кави на столі, вона через деякий час охолоне. Це тому, що тепло виходить у навколишнє середовище. Таким чином, теплообмін – це передача тепла або теплової енергії між фізичними системами. Отже, коли між двома тілами існує різниця температур, тепло передається від гарячого тіла до більш холодного. Існує три поширених способу передачі тепла – теплопровідність, конвекція і випромінювання. У цій статті ми обговоримо передачу тепла через конвекцію.
Що таке конвекція?
Конвекція — це процес передачі тепла шляхом об’ємного руху молекул у таких рідинах, як гази та рідини. Початкова передача тепла між об’єктом і рідиною відбувається через провідність, але основна передача тепла відбувається через рух рідини.
Конвекція — це процес передачі тепла в рідинах за рахунок фактичного руху речовини.
Це відбувається в рідинах і газах.
Воно може бути природним або вимушеним.
Він передбачає об’ємну передачу порцій рідини.
Як тепло передається через конвекцію?
Коли рідина нагрівається знизу, відбувається теплове розширення. Нижні шари рідини, які є гарячішими, стають менш щільними. Ми знаємо, що холодніша рідина щільніша. Завдяки плавучості менш щільна, більш гаряча частина рідини піднімається вгору. А холодніша, щільніша рідина замінює його. Цей процес повторюється, коли ця частина також нагрівається і піднімається вгору, щоб її замінити більш холодний верхній шар. Таким чином тепло передається через конвекцію.
Види конвекції
Існує два типи конвекції, а саме:
- Природна конвекція
- Примусова конвекція
Природна конвекція: коли конвекція відбувається через виштовхувальну силу, оскільки існує різниця в густині, спричинена різницею температур, це називається природною конвекцією.
Прикладом природної конвекції є океанські вітри.
Примусова конвекція: коли для створення індукованої конвекції використовуються зовнішні джерела, такі як вентилятори та насоси, це називається примусовою конвекцією.
Прикладами примусової конвекції є використання водонагрівачів або гейзерів для миттєвого нагрівання води та використання вентилятора в спекотний літній день.
Приклади конвекції
Як ми читали раніше, конвекція може бути примусовою або природною. Одним із найпоширеніших прикладів природної конвекції є явища морського та наземного бризу .
Морський бриз : це явище відбувається вдень. Сонце нагріває як поверхню моря, так і сушу. Оскільки море має більшу теплоємність, воно поглинає велику частину сонячної енергії, але нагрівається набагато повільніше, ніж суша. В результаті температура над землею підвищується і нагріває повітря в атмосфері над нею. Тепле повітря менш щільне, тому воно розширюється, створюючи область низького тиску над сушею поблизу узбережжя. Тим часом над морем відносно високий тиск. Різниця в атмосферному тиску змушує повітря перетікати з моря на сушу. Раптовий порив вітру, який відчувається через це, відомий як морський бриз.
Земний бриз : це явище відбувається вночі, коли ситуація змінюється. Із заходом сонця суша і море починають охолоджуватися. Земля швидше втрачає тепло порівняно з водою через різницю в теплоємності. Отже, температура моря відносно вища, що створює там низький атмосферний тиск. Це створює потік прохолодного бризу з моря, відомого як наземний бриз.
Сухопутний і морський бриз
Приклади примусової конвекції включають водяний насос в автомобільному двигуні, всмоктувальні пристрої, системи примусового обігріву повітря тощо.
Часті запитання – FAQ
- Визначення тепла стану: Відповідно до визначення тепла, тепло – це форма енергії, яка може переноситися з одного середовища в інше за допомогою різних процесів, таких як провідність, конвекція та випромінювання.
- Що таке конвекція? Конвекція — це процес передачі тепла шляхом об’ємного руху молекул у таких рідинах, як гази та рідини.
- Які бувають види конвекції? Різновидами конвекції є:
- Природна конвекція
- Примусова конвекція
