Indhold
- Konvektionsvarmeoverførsel
- Konvektionseksempler
- Advektionsvarmeoverførsel
- Eksempler på advektion
- Andre former for varmeoverførsel
Hvis du allerede har hentet metalbetjeningen på en pande, der bliver opvarmet over en ild, har du oplevet smertefuld varmeoverførsel. Der er fire måder, hvor varme overføres fra et objekt til et andet: ledning, stråling, konvektion og advektion. Varmen strømmer næsten altid fra objektet med den højeste temperatur til den laveste temperatur, og ændrer den indre energi af de to under processen. Hovedforskellen mellem konvektion og advektion er udvekslingsretningen.
Konvektionsvarmeoverførsel
Konvektionsvarmeoverførsel indebærer overførsel af varme gennem partiklernes bevægelse i mediet. Dette medium skal være en gas eller væske, der tillader bevægelse. Konvektion overfører altid varme i lodret plan, og denne bevægelse udløses af variationer i mediumets densitet og dermed opdrift. De opvarmede partikler ekspanderer, formindsker densiteten; Disse partikler bliver så mere dynamiske end de omgivende partikler, hvilket får dem til at stige. Når de stiger, overføres varmen til de køligere dele, der ligger over dem.
Konvektionseksempler
Konvektionsvarmeoverførsel sker, når en pande vand opvarmes. Vandmolekylerne ved siden af varmekilden udvides. Denne ekspansion reducerer deres tæthed, og de begynder at stige; det er hvad der gør vandet i en gryde koge. Atmosfæren giver også et eksempel på varmeoverførsel ved konvektion. Når en luftpakke opvarmes af solenergi - varmeoverførsel ved stråling - udvides luftpakken, hvilket reducerer dens tæthed. Dette øger dets opdrift og får det til at stige i atmosfæren; dette frembringer en ustabil atmosfære med en vertikal luftstrøm.
Advektionsvarmeoverførsel
Advektionsvarmeoverførslen adskiller sig fra det ved konvektion, fordi varmebevegelsen er begrænset til vandret plan. Denne type overførsel bliver ikke fodret med variationer i densitet, men kræver en ekstern kraft, såsom vind eller luftstrømme, for at forskyde partiklerne fra mediet. Da partiklerne bevæges vandret i systemer, der er varmere eller koldere, overføres varme.
Eksempler på advektion
Det vigtigste eksempel på advektionsvarmeoverførsel er bevægelsen af vejrfronter. Disse fronter repræsenterer masser af kulde eller varm luft flyttet vandret gennem vind på overfladen; når disse luftmasser finder luftvarmeren eller kolderen, udveksles varmen mellem systemerne. Havstrømme er et andet eksempel på varmeoverførsel ved advektion. I stedet for vertikalt bevæger strømmen det varme eller kolde vand i vandrette retninger; da disse farvande interagerer med varmere eller koldere vandområder, udveksles varmen mellem dem.
Andre former for varmeoverførsel
De resterende typer af varmeoverførsel er: ledning og stråling. Overførsler gennem ledning af varme fra et objekt til et andet er lavet uden bevægelse; varme overføres fra et molekyle til et andet. Denne type varmeoverførsel forekommer kun i faste stoffer; håndtaget på en varm pande er et eksempel. Overførslen af varme gennem stråling indebærer overførsel af varme ved elektromagnetiske bølger af energi. Et eksempel på stråling er sollys; når bølgerne rammer andre partikler, begynder de at vibrere eller varme op.