Konvekcija

La konvekcija To je proces, ki se pojavlja v naravi, s katerim se toplota prenaša med tekočino, plinastimi snovmi ali tekočino s tekočino, trdno in tekočo itd. Vse te kombinacije so možne, ko govorimo o tem procesu izmenjave toplote, v katerem bosta obe telesi, ne glede na njihovo stanje, imeli različne temperature. Konvekcija je pomemben proces v meteorologiji, ki vključuje prenos toplote med zračnimi masami. Če želite izvedeti več o teh atmosferskih pojavih, vas bodo morda zanimale tudi informacije o konvekcijski tokovi in o hladno vreme in vročina.

Bi radi izvedeli več o konvekciji? V tem članku bomo razložili vse o tem.

Prenos toplote

Prenos toplote je glavna stvar pri konvekciji. Ni pomembno stanje vsakega telesa, Dokler je opazna temperaturna razlika, lahko pride do konvekcije. To je postopek, ki ga izkoristimo za ogrevanje vode v loncu. Ko se dve telesi pri različnih temperaturah srečata, se zgodi tisto, kar poznamo kot pretok toplote. Telo z najvišjo temperaturo prenaša toploto na najmanjšo možno mero.

To je eden od razlogov, zakaj ko damo roko blizu štedilnika, začutimo toploto. Peč ne prenaša te toplote. Obstajajo tudi drugi postopki prenosa toplote, kot sta sevanje in prevodnost, ki so razloženi v povezavi s konvekcijo, zato jih bomo kasneje tudi pregledali.

Tako tekočine kot plini se štejejo za tekočine. Gibanje njihovih molekul je odgovorno za to, da lahko toplota vzpostavi pretok med obema telesoma. Slaba toplotna prevodnost pomeni, da je treba maso prisiliti, da odvzame ali odda toploto. Za to hladi ali segreva trdne snovi ali tekočine. To načelo je temeljnega pomena za razumevanje pojavov, kot je npr nastanek tajfuna in kako vročinski valovi vplivajo.

V kotlih se uporablja izmenjevalnik toplote. Ta je sestavljen iz kovinske cevi, v kateri kroži voda. Zunaj bomo imeli plin pri zelo visokih temperaturah. S konvekcijskim procesom bo lahko plin prenesel svojo toploto na kovinsko cev, voda pa jo bo prejela s prevodnostjo. Cev se segreje in prenaša toploto na vodo, ki teče v drugo smer. Ta voda se ob prejemu toplote s konvekcijo segreva, dokler se ne spremeni v paro. Več o razmerju med toploto in temperaturo lahko izveste tudi na tej povezavi: razmerje med toploto in temperaturo.

Povezani članek:

Kako rešiti toplotno obremenjene korale

Vožnja

Ena najpogostejših tem, ko gre za energijo, je tako neposredni kot posredni prenos toplote. V gospodinjskih električnih napravah uporabljamo ogrevanje in klimatizacijo za prenos toplote ali mraza. Te naprave imajo tudi izgube energije. Globalno med količino porabljene energije in izgubo kvalificira kot energetsko učinkovitost in je pomembna spremenljivka, ki jo je treba upoštevati pri končni ceni izdelka.

Vožnja je postopek, ki ga vsi zlahka razumejo. Je približno prenos toplote med dvema točkama, ki sta pri različnih temperaturah. Ta prenos poteka brez kakršne koli izmenjave snovi med njimi. Preprost primer je: imamo kovinsko palico z enim koncem pri 80 stopinjah in drugim pri sobni temperaturi. Če ni drugih zunanjih vplivov, bo prenos toplote potekal s prevajanjem od vročega konca do hladnega konca. To bo povzročilo, da se bo hladen konec sčasoma segrel. Ni treba posebej poudarjati, da je prevodnost popolnoma odvisna od vrste materiala, o katerem govorimo. Ni enako govoriti o kovinski palici kot o leseni. Prevodnost je element, ki ga je treba upoštevati pri tem fizičnem procesu izmenjave energije.

Povezani članek:

Vročinski valovi v Španiji: naraščajoči pojav in njegove posledice

Sevanje

Drug postopek izmenjave toplote je sevanje. Veliko ga uporabljamo tudi doma. To je toplota, ki jo telo odda zaradi svoje temperature, vendar brez celo stika med telesi. Videli smo, da mora biti pri prevodnosti trenje med telesoma ali podaljšanje toplote skozi isto telo. Česar ne bi mogla biti izmenjava snovi. V tem primeru se lahko toplejše telo ogreje na mraz, ne da bi se ga sploh dotaknilo.

Pri tej vrsti postopka bomo videli izmenjavo toplote do preprosto dejstvo, da je telo bolj vroče kot drugo. Da bi ta proces zaznali, mora biti najbolj vroče telo zelo visoke temperature. Preprost primer tega lahko vidite poleti, ko greste na plažo. Ko pustite avto parkiran in minejo ure, se vrnete po nekaj in ko se dotaknete kovine vrat, se opečete, ker je tako vroče. Sonce je zelo daleč, vendar lahko s sevanjem prenaša toploto na avto. Zanimivo je tudi vedeti, kako je to povezano z meteorološkimi pojavi, kot so oblaki tipa kumulonimbus in kako vročinski valovi lahko vpliva na te oblake.

Pri sevanju upoštevamo tudi vrsto materiala, s katerim imamo opravka. Lesena površina se segreje, vendar zaradi svojih izolacijskih lastnosti ne more shraniti toliko toplote.

Povezani članek:

Vpliv in ozadje vročinskega vala septembra v Španiji

Vrste konvekcije

Ko bomo razložili možne prenose toplote, bomo prešteli vrste konvekcije, ki obstajajo. Prenos toplote s konvekcijo lahko poteka na več načinov, in sicer:

• Prisilno: Izvaja se preko ventilatorja, če gre za zrak, ali črpalke, če gre za vodo, pri kateri se tekočina premika skozi vročo cono in se toplota prenaša v hladno cono.
• naravna: se pojavi, ko tekočina odvaja toploto iz vročega območja in spreminja njeno gostoto. Zaradi tega se premakne proti najhladnejšemu območju, kjer se bo odrekel toploti.

Da bi bolje razumeli različne vrste konvekcije, navedimo primer. Če prižgemo radiator, moramo počakati, da se temperatura dvigne. Če roko položimo nad radiator na kratki razdalji, vidimo, da gre za popolnoma naraven tok zraka, saj se topel zrak rad dviga. Okoliški zrak se segreje in zmanjša gostoto, zaradi česar postane manjša. Tako teče navzgor in omogoča zraku, da ponovno prehaja skozi, in se nenehno obnavlja. Tudi, če vas zanima, kako na vas vpliva konvektivno deževje, si lahko več preberete na konvektivne deževnice in kako pojavijo se vročinski valovi.

Povezani članek:

Vročinski valovi 2023 v Španiji: vpliv in posledice

Upam, da vam bodo te informacije pomagale izvedeti več o konvekciji in prenosu toplote.