Το θέμα είναι γύρω μας, σε τρεις πολιτείες, στερεά, υγρά και αέρια. Η μετατροπή της ύλης από το ένα κράτος στο άλλο χαρακτηρίζεται ως αλλαγή της κατάστασης, που συμβαίνει λόγω της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ της ύλης και του περιβάλλοντος. Έτσι, η θερμότητα είναι η μετάβαση της ενέργειας από το ένα σύστημα στο άλλο, λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας, η οποία συμβαίνει με τρεις διαφορετικούς τρόπους, όπως η αγωγιμότητα, η μεταφορά και η ακτινοβολία.
Οι άνθρωποι συχνά παρερμηνεύουν, αυτές τις μορφές μεταφοράς θερμότητας, αλλά βασίζονται σε διαφορετικές φυσικές αλληλεπιδράσεις για τη μεταφορά ενέργειας. Για να μελετήσουμε τη διαφορά μεταξύ αγωγιμότητας, μεταφοράς και ακτινοβολίας, ας ρίξουμε μια ματιά στο άρθρο που παρέχεται παρακάτω.
Συγκριτικό διάγραμμα
| Βάση σύγκρισης | Μεταβίβαση | Μεταγωγή | Ακτινοβολία |
|---|---|---|---|
| Εννοια | Η αγωγιμότητα είναι μια διαδικασία κατά την οποία η μεταφορά θερμότητας λαμβάνει χώρα μεταξύ αντικειμένων με άμεση επαφή. | Η θερμική μεταφορά αναφέρεται στη μορφή μεταφοράς θερμότητας στην οποία λαμβάνει χώρα μεταβολή ενέργειας μέσα στο υγρό. | Η ακτίνα παραπέμπει στο μηχανισμό στον οποίο μεταδίδεται η θερμότητα χωρίς φυσική επαφή μεταξύ των αντικειμένων. |
| Εκπροσωπώ | Πώς μετακινείται η θερμότητα μεταξύ αντικειμένων που βρίσκονται σε άμεση επαφή. | Πώς περνάει η θερμότητα μέσα από τα υγρά. | Πώς η θερμότητα ρέει μέσα από κενές θέσεις. |
| Αιτία | Λόγω διαφοράς θερμοκρασίας. | Λόγω της διαφοράς πυκνότητας. | Εμφανίζεται από όλα τα αντικείμενα, σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από 0 K. |
| Προέλευση | Εμφανίζεται σε στερεά, μέσω μοριακών συγκρούσεων. | Εμφανίζεται σε υγρά, με την πραγματική ροή της ύλης. | Εμφανίζεται σε απόσταση και δεν θερμαίνει την παρεμβαλλόμενη ουσία. |
| Μεταφορά θερμότητας | Χρησιμοποιεί θερμαινόμενη στερεά ουσία. | Χρησιμοποιεί ενδιάμεση ουσία. | Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα. |
| Ταχύτητα | Αργός | Αργός | Γρήγορα |
| Νόμος αντανάκλασης και διάθλασης | Δεν ακολουθεί | Δεν ακολουθεί | Ακολουθηστε |
Ορισμός της συμπεριφοράς
Η συμπεριφορά μπορεί να γίνει κατανοητή ως η διαδικασία, η οποία επιτρέπει την άμεση μεταφορά θερμότητας μέσω της ύλης, λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ παρακείμενων τμημάτων του αντικειμένου. Αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία των μορίων που υπάρχουν σε μια ουσία αυξάνεται, με αποτέλεσμα έντονη δόνηση. Τα μόρια συγκρούονται με τα περιβάλλοντα μόρια, καθιστώντας τα δονείται επίσης, με αποτέλεσμα τη μεταφορά της θερμικής ενέργειας στο γειτονικό τμήμα του αντικειμένου.
Με απλά λόγια, κάθε φορά που δύο αντικείμενα βρίσκονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους, θα υπάρξει μεταφορά θερμότητας από το θερμότερο αντικείμενο στην ψυχρότερη, η οποία οφείλεται σε αγωγιμότητα. Επιπλέον, τα αντικείμενα που επιτρέπουν τη θερμότητα να ταξιδεύει εύκολα μέσω αυτών ονομάζονται αγωγοί.
Ορισμός της ατμόσφαιρας
Στην επιστήμη, η Κυκλοφορία συνεπάγεται τη μορφή μεταφοράς θερμότητας, με πραγματική κίνηση της ύλης, που συμβαίνει μόνο σε υγρά. Το υγρό παραπέμπει σε οποιαδήποτε ουσία, των οποίων τα μόρια κινούνται ελεύθερα από το ένα μέρος στο άλλο, όπως το υγρό και τα αέρια. Αυτό συμβαίνει φυσικά ή ακόμα και δυναμικά.
Η βαρύτητα έχει να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη φυσική ατμόσφαιρα έτσι ώστε όταν η ουσία θερμαίνεται από κάτω, οδηγεί στην επέκταση του θερμότερου μέρους. Λόγω της πλευστότητας, η θερμότερη ουσία ανεβαίνει καθώς είναι λιγότερο πυκνή και η ψυχρότερη ουσία την αντικαθιστά με βύθιση στο κάτω μέρος, λόγω της υψηλής πυκνότητας, η οποία όταν ζεσταθεί κινείται προς τα πάνω και η διαδικασία συνεχίζεται. Με τη θέρμανση, με τη θέρμανση της ουσίας, τα μόρια της διασπώνται και απομακρύνονται.
Όταν η μεταφορά πραγματοποιείται με δύναμη, η ουσία υποχρεώνεται να κινηθεί προς τα πάνω με οποιοδήποτε φυσικό τρόπο όπως η αντλία. Π.χ. σύστημα θέρμανσης αέρα.
Ορισμός της ακτινοβολίας
Ο μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας στον οποίο δεν απαιτείται κάποιο μέσο ονομάζεται ακτινοβολία. Αναφέρεται στην κίνηση της θερμότητας στα κύματα, καθώς δεν χρειάζεται να κυκλοφορούν μόρια. Το αντικείμενο δεν χρειάζεται να βρίσκεται σε άμεση επαφή μεταξύ τους για τη μετάδοση θερμότητας. Κάθε φορά που αισθάνεστε θερμότητα χωρίς να αγγίζετε πραγματικά το αντικείμενο, οφείλεται σε ακτινοβολία. Επιπλέον, το χρώμα, ο προσανατολισμός της επιφάνειας κ.λπ. είναι μερικές από τις επιφανειακές ιδιότητες στις οποίες εξαρτάται πολύ η ακτινοβολία.
Σε αυτή τη διαδικασία, η ενέργεια μεταδίδεται μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που ονομάζονται ακτινοβολούμενη ενέργεια. Τα καυτά αντικείμενα εκπέμπουν γενικά θερμική ενέργεια σε πιο δροσερό περιβάλλον. Η ακτινοβολούμενη ενέργεια είναι ικανή να ταξιδεύει στο κενό από την πηγή της στο ψυχρότερο περιβάλλον. Το καλύτερο παράδειγμα ακτινοβολίας είναι η ηλιακή ενέργεια που παίρνουμε από τον ήλιο, αν και είναι μίλια μακριά από μας.
Βασικές διαφορές μεταξύ διοχέτευσης, μεταφοράς και ακτινοβολίας
Οι ουσιαστικές διαφορές μεταξύ αγωγιμότητας, μεταφοράς και ακτινοβολίας εξηγούνται ως εξής:
- Η αγωγιμότητα είναι μια διαδικασία στην οποία η θερμότητα μεταφέρεται μεταξύ των τμημάτων ενός συνεχούς, μέσω της άμεσης φυσικής επαφής. Η μεταφορά είναι η αρχή στην οποία η θερμότητα μεταδίδεται από τα ρεύματα σε ένα ρευστό, δηλαδή υγρό ή αέριο. Η ακτινοβολία είναι ο μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας, στον οποίο η μετάβαση λαμβάνει χώρα μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
- Η αγωγιμότητα δείχνει πώς μεταφέρεται η θερμότητα μεταξύ αντικειμένων που βρίσκονται σε άμεση επαφή, αλλά η Convection αντικατοπτρίζει το πώς η θερμότητα μετακινείται μέσω υγρών και αερίων. Σε αντίθεση με αυτό, η ακτινοβολία δείχνει πώς η θερμότητα ταξιδεύει μέσα από χώρους που δεν έχουν μόρια.
- Η διοχέτευση λαμβάνει χώρα ως αποτέλεσμα της διαφοράς θερμοκρασίας, δηλαδή των ροών θερμότητας από την περιοχή υψηλής θερμοκρασίας έως την περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας. Η θέρμανση συμβαίνει λόγω της μεταβολής της πυκνότητας, έτσι ώστε η θερμότητα να μετακινείται από περιοχή χαμηλής πυκνότητας σε περιοχή υψηλής πυκνότητας. Αντίθετα, όλη η θερμότητα απελευθερώνει αντικείμενα, έχοντας θερμοκρασία μεγαλύτερη από 0 K.
- Η αγωγή συμβαίνει συνήθως σε στερεά, μέσω μοριακής σύγκρουσης. Η μεταφορά συμβαίνει στα υγρά με μαζική κίνηση μορίων προς την ίδια κατεύθυνση. Αντίθετα, η ακτινοβολία λαμβάνει χώρα μέσα από το κενό του χώρου και δεν θερμαίνει το παρεμβαλλόμενο μέσο.
- Η μεταφορά θερμότητας γίνεται μέσω θερμαινόμενης στερεάς ουσίας, σε αγωγιμότητα, ενώ κατά τη μεταφορά η θερμική ενέργεια μεταδίδεται μέσω ενδιάμεσου μέσου. Αντίθετα, το σιτηρέσιο χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά κύματα για τη μεταφορά θερμότητας.
- Η ταχύτητα μεταφοράς και μεταφοράς είναι βραδύτερη από την ακτινοβολία.
- Η συμπεριφορά και η μεταφορά δεν ακολουθούν το νόμο της αντανάκλασης και της διάθλασης, ενώ η ακτινοβολία υπακούει στο ίδιο.
συμπέρασμα
Η θερμοδυναμική είναι η μελέτη της μεταφοράς θερμότητας και των αλλαγών που σχετίζονται με αυτήν. Η οδήγηση δεν είναι παρά η μεταφορά θερμότητας από το θερμότερο μέρος στο ψυχρότερο. Η μεταφορά είναι η μεταφορά θερμότητας με κίνηση προς τα πάνω και προς τα κάτω του ρευστού. Η ακτινοβολία εμφανίζεται όταν η θερμότητα ταξιδεύει μέσα από κενό χώρο.
