Conţinut
- Transfer de căldură prin convecție
- Exemple de convecție
- Transfer de căldură prin advecție
- Exemple de advecție
- Alte tipuri de transferuri de căldură
Dacă ați luat vreodată mânerul metalic al unei cratițe care era încălzit la foc, ați experimentat dureros transferul de căldură. Există patru moduri în care căldura este transferată de la un obiect la altul: conducția, radiația, convecția și advecția. Căldura curge aproape întotdeauna de la obiectul cu cea mai mare temperatură la cel cu cea mai scăzută temperatură, schimbându-și energia internă în timpul procesului. Principala diferență dintre convecție și advecție este direcția de schimb.
Transfer de căldură prin convecție
Transferul de căldură prin convecție implică transferul de căldură prin mișcarea particulelor din mediu. Acest mediu trebuie să fie un gaz sau un lichid care să permită deplasarea. Convecția transferă întotdeauna căldura în plan vertical, iar această mișcare este declanșată de variații ale densității mediului și, prin urmare, de flotabilitate. Particulele încălzite se extind, scăzând densitatea; aceste particule devin apoi mai dinamice decât particulele din jur, ceea ce le face să crească. Pe măsură ce cresc, căldura este transferată în cele mai reci părți, situate deasupra lor.
Exemple de convecție
Transferul de căldură prin convecție are loc atunci când o oală de apă este încălzită. Moleculele de apă din apropierea sursei de căldură se extind. Această expansiune îi scade densitatea și încep să crească; asta face să fiarbă apa dintr-o oală. Atmosfera oferă, de asemenea, un exemplu de transfer de căldură prin convecție. Când un pachet de aer este încălzit de energie solară - transfer de căldură prin radiații - pachetul de aer se extinde, scăzând densitatea acestuia. Acest lucru îi mărește flotabilitatea și îl face să se ridice în atmosferă; aceasta produce o atmosferă instabilă cu un flux vertical de aer.
Transfer de căldură prin advecție
Transferul de căldură prin advecție diferă de cel prin convecție, deoarece mișcarea de căldură este limitată la planul orizontal. Acest tip de transfer nu este alimentat de variații de densitate, dar necesită o forță externă, cum ar fi vântul sau curenții de aer, pentru a deplasa particulele din mediu. Pe măsură ce particulele se mișcă orizontal în sistemele care sunt mai calde sau mai reci, căldura este transferată.
Exemple de advecție
Principalul exemplu de transfer de căldură prin advecție este mișcarea fronturilor meteorologice. Aceste fronturi reprezintă mase de aer rece sau cald deplasate orizontal de vânturile de la suprafață; atunci când aceste mase de aer întâlnesc cel mai cald sau cel mai rece aer, căldura este schimbată între sisteme. Curenții oceanici sunt un alt exemplu de transfer de căldură prin advecție. În loc de vertical, curenții se deplasează cu apă caldă sau rece în direcții orizontale; deoarece aceste ape interacționează cu zone mai calde sau mai reci de apă, căldura este schimbată între ele.
Alte tipuri de transferuri de căldură
Restul tipurilor de transfer de căldură sunt: conducția și radiațiile. Transferurile prin conducerea căldurii de la un obiect la altul se fac fără mișcare; căldura este transferată de la o moleculă la alta. Acest tip de transfer de căldură are loc numai în solide; mânerul unei tigaie fierbinți este un exemplu. Transferul de căldură prin radiații implică transferul de căldură de către undele electromagnetice de energie. Un exemplu de radiații este lumina soarelui; când valurile lovesc alte particule, acestea încep să vibreze sau să se încălzească.