Conţinut
- Convecția de căldură
- Exemple de convecție
- Transformarea căldurii advective
- Exemple de advecție
- Alte tipuri de transfer de căldură
Dacă ați luat deja mânerul metalic al unei tigaie încălzită peste un incendiu, ați suferit un transfer de căldură dureros. Există patru moduri în care căldura este transferată de la un obiect la altul: conducție, radiație, convecție și advecție. Căldura aproape întotdeauna curge de la obiectul cu cea mai mare temperatură până la cea mai joasă temperatură, schimbând energia internă a celor două în timpul procesului. Principala diferență dintre convecție și advecție este direcția schimbului.
Convecția de căldură
Convecția de căldură implică transferul de căldură prin mișcarea particulelor în mediu. Acest mediu trebuie să fie un gaz sau un lichid care să permită mișcarea. Convecția transmite întotdeauna căldură în plan vertical și această mișcare este declanșată de variații ale densității mediului și, prin urmare, de flotabilitate. Particulele încălzite se extind, micșorând densitatea; aceste particule devin din ce în ce mai dinamice decât particulele din jur, ceea ce le face să crească. Pe măsură ce se ridică, căldura este transferată către părțile mai răcoroase, situate deasupra acestora.
Exemple de convecție
Convecția de căldură are loc atunci când se încălzește o tavă cu apă. Moleculele de apă de lângă sursa de căldură se extind. Această extindere scade densitatea și începe să crească; acest lucru face ca apa să se fierbe într-un vas. Atmosfera oferă, de asemenea, un exemplu de transfer de căldură prin convecție. Când un pachet de aer este încălzit de energia solară - transferul de căldură prin radiație - pachetul de aer se extinde, micșorându-i densitatea. Acest lucru îi sporește flotabilitatea și îi determină să crească în atmosferă; aceasta produce o atmosferă instabilă cu un flux vertical de aer.
Transformarea căldurii advective
Transferul de căldură advectiv diferă de cel prin convecție deoarece mișcarea de căldură este limitată la planul orizontal. Acest tip de transfer nu este alimentat de variații ale densității, dar necesită o forță exterioară, cum ar fi curenții de vânt sau de aer, pentru a deplasa particulele din mediu. Pe măsură ce particulele se deplasează orizontal în sistemele care sunt mai calde sau mai reci, căldura este transferată.
Exemple de advecție
Principalul exemplu de transfer al căldurii advective este mișcarea frontelor meteorologice. Aceste fronturi reprezintă mase de aer rece sau cald, deplasate orizontal, prin vânturile de pe suprafață; când aceste mase de aer găsesc că aerul este mai cald sau mai rece, căldura este schimbată între sisteme. Curenții oceanici sunt un alt exemplu de transfer de căldură prin advecție. În loc de vertical, curenții mișcă apa caldă sau rece în direcții orizontale; deoarece aceste ape interacționează cu zone mai calde sau mai calde de apă, căldura este schimbată între ele.
Alte tipuri de transfer de căldură
Tipurile rămase de transfer de căldură sunt: conducție și radiație. 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 tăvi fierbinți este un exemplu. Transferul de căldură prin radiație implică transferul de căldură prin unde electromagnetice de energie. Un exemplu de radiație este lumina soarelui; când valurile lovesc alte particule, încep să vibreze sau să se încălzească.