Konveksjon vs stråling
Konveksjon og stråling er to prosesser som diskuteres på varmefeltet. Konveksjon er metoden for å overføre varme ved hjelp av bevegelige partikler. Stråling krever ikke partikler eller et medium for å overføre energi. Begge disse prosessene er svært viktige på en rekke felt. Disse konseptene er mye brukt innen varme og termodynamikk, atmosfærisk vitenskap, væranalyse, klimaanalyse, fluidmekanikk og til og med medisinsk vitenskap. Det er viktig å ha en skikkelig forståelse av disse konseptene for å utmerke seg på slike felt, som har stor bruk av disse konseptene. I denne artikkelen skal vi diskutere hva konveksjon og stråling er, deres definisjoner, anvendelser av konveksjon og stråling, deres likheter og til slutt forskjellen mellom konveksjon og stråling.
Hva er stråling?
Elektromagnetisk stråling eller kjent som stråling eller EM-stråling er en metode for varmeoverføring. Elektromagnetisk stråling ble først foreslått av James Clerk Maxwell. Dette ble senere bekreftet av Heinrich Hertz som med suksess produserte den første EM-bølgen. Maxwell utledet bølgeformen for elektriske og magnetiske bølger og spådde med suksess hastigheten til disse bølgene. Siden denne bølgehastigheten var lik den eksperimentelle verdien av lyshastigheten, foreslo Maxwell også at lys faktisk var en form for EM-bølger. Elektromagnetiske bølger har både et elektrisk felt og et magnetfelt som svinger vinkelrett på hverandre og vinkelrett på bølgeutbredelsesretningen. Alle elektromagnetiske bølger har samme hastighet i vakuum. Frekvensen til den elektromagnetiske bølgen bestemmer energien som er lagret i den. Senere ble det vist ved hjelp av kvantemekanikk at disse bølgene faktisk er bølgepakker. Energien til denne pakken avhenger av frekvensen til bølgen. Dette åpnet feltet for bølge - partikkeldualitet av materie. Nå kan man se at elektromagnetisk stråling kan betraktes som bølger og partikler. Et objekt, som er plassert i en hvilken som helst temperatur over det absolutte nullpunktet, vil sende ut EM-bølger av hver bølgelengde. Energien som det maksimale antallet fotoner sender ut, avhenger av temperaturen i kroppen.
Hva er konveksjon?
Konveksjon er terminologien som brukes for bulkbevegelser av væsker. Men i denne artikkelen er konveksjon tatt for å være i form av varmekonveksjon. I motsetning til ledning kan ikke konveksjon finne sted i faste stoffer. Konveksjon er prosessen med å overføre energi gjennom direkte materieoverføring. I væsker og gasser, når de varmes opp fra bunnen, vil bunnlaget av væsken varmes opp først. Det oppvarmede luftlaget utvider seg deretter; er mindre tett enn den kjølige luften, stiger varmluftlaget i form av konveksjonsstrøm. Da opplever det neste væskelaget de samme fenomenene. I mellomtiden er det første varmluftlaget nå kjølt ned, og det vil komme ned. Denne effekten skaper en ledningssløyfe, som kontinuerlig frigjør varmen som tas fra de nedre lagene til de øvre lagene. Dette er et veldig viktig mønster i værsystemer. Varmen fra jordoverflaten frigjøres til den øvre atmosfæren i denne mekanismen.
Hva er forskjellen mellom konveksjon og stråling?
• For at konveksjon skal oppstå, må det være et medium med bevegelige partikler rundt den oppvarmede kroppen. Stråling krever ikke noe medium.
• Varmeoverføringen fra stråling er raskere enn varmeoverføringen fra konveksjon.
• Konveksjon fører alltid varmen bort fra gravitasjonen, mens stråling sendes ut i alle retninger.
