De konveksjon det er en av de tre mekanismene der varme overføres fra et varmere område til et kaldere. Det skjer på grunn av bevegelsen av massen til en væske, som kan være en væske eller en gass. I alle fall kreves det alltid et materialmedium slik at denne mekanismen kan finne sted..
Jo raskere bevegelsen til den aktuelle væsken, jo raskere overføring av termisk energi mellom soner med forskjellige temperaturer. Dette skjer kontinuerlig med atmosfæriske luftmasser: oppdrift sikrer at de varmere og mindre tette stiger mens de kaldere og tettere kommer ned.
Et eksempel på dette er det lukkede rommet i bildet, som umiddelbart oppdateres så snart dørene eller vinduene åpnes, siden den varme luften fra innsiden slipper ut selv gjennom sprekker, og gir vei til den friske luften fra utsiden som forblir mer under.
Artikkelindeks
Konveksjon kan være naturlig eller tvunget. I det første tilfellet beveger væsken seg av seg selv, som når du åpner døren til rommet, mens den i det andre blir tvunget av en vifte eller en pumpe, for eksempel.
Det kan også være to varianter: spredning Y adveksjon. I diffusjon beveger væskemolekylene seg mer eller mindre tilfeldig og varmeoverføringen går langsomt..
På den annen side beveger en god mengde væskemasse seg, noe som kan oppnås ved å tvinge for eksempel konveksjon med en vifte. Men fordelen med adveksjon er at det er mye raskere enn diffusjon.
En enkel matematisk modell for konvektiv varmeoverføring er Newtons kjølingslov. Tenk på en varm overflate av område A, omgitt av kjøligere luft, slik at temperaturforskjellen er liten.
La oss kalle Q den overførte varmen og t tiden. Hastigheten med hvilken varme overføres er dQ / dt eller avledet fra funksjonen Q (t) med hensyn til tid.
Ettersom varme er termisk energi, er enhetene i det internasjonale systemet joule (J), og derfor kommer overføringshastigheten i joule / sekund, som er watt eller watt (W).
Denne hastigheten er direkte proporsjonal med forskjellen i temperatur mellom den varme gjenstanden og mediet, betegnet som AT og også til overflaten TIL av objektet:
ΔT = Temperatur på overflaten av objektet - Temperatur vekk fra objektet
Konstanten av proporsjonalitet kalles h, hva er han konveksjon varmeoverføringskoeffisient og bestemmes eksperimentelt. Enhetene i det internasjonale systemet (SI) er W / mto. K, men det er vanlig å finne det i grader Celsius eller Celsius.
Det er viktig å merke seg at denne koeffisienten ikke er en væskeegenskap, siden den avhenger av flere variabler, som overflatenes geometri, fluidets hastighet og andre egenskaper..
Ved å kombinere alle de ovennevnte, tar matematisk Newtons lov om kjøling denne formen:
dQ / dt = hA ΔT
En person står midt i et rom på 20 ° C, hvor det blåser en liten bris. Hva er varmen som personen overfører til omgivelsene ved konveksjon? Anta at det eksponerte overflatearealet er 1,6 mto og hudens overflatetemperatur er 29 ºC.
Faktum: konveksjonsvarmeoverføringskoeffisienten er i dette tilfellet 6 W / mto. ºC
Personen kan overføre varme til luften rundt dem, siden den er i bevegelse når vinden blåser. For å finne overføringshastigheten dQ / dt, kobler du bare verdiene til Newtons ligning for kjøling:
dQ / dt = 6 W / mto. ºC x 1,6 mto x (29 ° C - 20 ° C) = 86,4 W.
Det er vanlig å varme hendene dine ved å bringe dem nær et bål eller en varm brødrister, da luften rundt varmekilden i sin tur varmes opp og utvides, stiger fordi den er mindre tett. Når den sirkulerer, omslutter og varmer denne varme luften hendene.
På kysten er havet kaldere enn landet, så luften over landet varmes opp og stiger, mens den kaldere luften ankommer og legger seg i rommet som denne andre etterlater når den stiger opp..
Dette kalles konveksjonscelle Og det er grunnen til at det føles kjøligere når du ser ut mot havet og brisen blåser mot ansiktet ditt på en varm dag. Om natten skjer det motsatte, den svale brisen kommer fra land.
Naturlig konveksjon skjer i luften ved havkysten, gjennom den hydrologiske syklusen, der vannet varmes opp og fordampes takket være solstråling. Den således dannede vanndampen stiger, avkjøles og kondenseres til skyer, hvis masser øker og stiger ved konveksjon..
Når størrelsen på vanndråpene øker, kommer det en tid da vannet faller ut i form av regn, fast eller flytende, avhengig av temperaturen..
Når vannet plasseres i kjelen eller kasserollen, blir lagene nærmest bunnen oppvarmet først, siden flammen eller varmen fra brenneren er nærmest. Deretter utvider vannet seg og tettheten synker, derfor stiger det og det kaldere vannet tar plass på bunnen av beholderen..
På denne måten sirkulerer alle lagene raskt og hele vannmassen varmes opp. Dette er et godt eksempel på adveksjon.
Konveksjon i luftmasser, sammen med jordens rotasjonsbevegelse, gir vind, siden kald luft beveger seg og sirkulerer under varm luft, og skaper forskjellige strømmer som kalles konveksjonsstrømmer..
Vann oppfører seg på samme måte som hvordan luft gjør i atmosfæren. Varmere vann er nesten alltid nær overflaten, mens kaldere vann er dypere.
Den forekommer i den smeltede kjernen i det indre av planeten, hvor den kombineres med jordens rotasjon, og genererer elektriske strømmer som gir opphav til jordens magnetfelt..
Stjerner som solen er store gasskuler. Konveksjon er en effektiv energitransportmekanisme der, siden gassformige molekyler har nok frihet til å bevege seg mellom områder av det indre av stjernene..
Klimaanlegget er plassert nær taket på rommene, slik at den avkjølte luften, som er tettere, synker ned og raskt avkjøles nærmere gulvet.
Det er en enhet som tillater overføring av varme fra en væske til en annen, og er prinsippet om drift av klimaanlegg og kjølemekanismer i bilmotoren, for eksempel.
De er laget ved å kombinere ark med isolasjonsmateriale og legge til luftbobler inni.
Også kalt kjøletårn, de tjener til å disponere varmen som produseres av kjernekraftverk, oljeraffinerier og andre forskjellige industrianlegg i luften, i stedet for til bakken eller vannet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.