Konduktion vs konvektion | Hvad er ledning? Hvad er konvektion?
Konduktion og konvektion er to fænomener, man støder på i varme og termodynamik. Disse to begreber er meget vigtige, når det kommer til forståelse af varmeoverførsel. Stråling sammen med ledning og konvektion udgør de tre former for varmeoverførsel. Områder som termodynamik, varmemotorer, kunstige vejrsystemer, meteorologi og endda vores fysiologi afhænger af principperne for ledning og konvektion. Det er vigtigt at have en god forståelse af ledning og konvektion sammen med stråling for at have en god forståelse af disse felter. I denne artikel vil vi diskutere, hvad ledning og konvektion er, årsagen til ledning og konvektion, deres ligheder, hvad er de daglige hændelser, vi kan observere på grund af ledning og konvektion, deres ligheder og endelig deres forskelle.
Hvad er ledning?
Konduktion er defineret som overførsel af termisk energi mellem områder af stof på grund af en temperaturgradient. Ledning kan ske i ethvert materiale, men hvad angår praksis, anvendes ledning kun på faste stoffer. Når faste stoffer opvarmes, vibrerer atomer og molekyler inde i det faste stof på grund af den kinetiske energi, der modtages fra opvarmning, disse vibrerende atomers sammenstød med naboatomerne får naboatomerne til at vibrere, hvorfor vibrationerne overføres til den anden ende af solid. Atomerne ved overfladen af det faste stof frigiver energien fra vibrationen til det åbne rum. For en ensartet stang i stabil tilstand med sider isoleret, og kun de to ender er blotlagte, er varmestrømmens hastighed direkte proportional med arealet af varmeabsorptionen og temperaturgradienten. Den stabile tilstand er, når der er termisk ligevægt mellem alle punkterne, hvilket betyder, at et punkts temperatur ikke varierer med tiden. Gasser og væsker viser også ledning, men det er i form af direkte molekylekollisioner. De vibrerer ikke som faste stoffer.
Hvad er konvektion?
Konvektion er den terminologi, der bruges til bulkbevægelser af væsker. Men i denne artikel antages konvektion at være i form af varmekonvektion. I modsætning til ledning kan konvektion ikke finde sted i faste stoffer. Konvektion er processen med at overføre energi gennem direkte stofoverførsel. I væsker og gasser, når de opvarmes fra bunden, vil det nederste lag af væsken blive opvarmet. Det opvarmede luftlag udvider sig derefter og er mindre tæt end den kølige luft; varmluftlaget stiger i form af konvektionsstrøm. Så oplever det næste væskelag de samme fænomener. Imens er det første varmluftlag nu kølet ned, og det vil komme ned. Denne effekt skaber en ledningsløkke, der kontinuerligt frigiver den varme, der tages fra de nederste lag til de øvre lag. Dette er et meget vigtigt mønster i vejrsystemer. Varmen fra jordens overflade frigives til den øvre atmosfære i denne mekanisme.
Hvad er forskellen mellem ledning og konvektion?
• Overledning sker i alle medier, mens konvektion ikke er mulig i faste stoffer.
• Konvektion involverer strømning af stof i bulk, mens ledning involverer stof, der vibrerer omkring et fast punkt.
• I et lukket system er varmetab ved konvektion ikke muligt, men varmetab fra ledning er muligt.
