Rozdiel medzi vedením a prúdením

Zmena energie medzi dvoma systémami (telesami) v dôsledku rôznych teplôt sa nazýva prestup tepla. K prenosu tepla z jedného do druhého dochádza spontánne, z teplejšej (vyššia teplota) do chladnejšej (nižšia teplota). Ak neexistujú žiadne iné príčiny, stav pozorovaných systémov sa zmení, kým sa nedosiahne tepelná bilancia. V zásade existujú tri spôsoby prenosu tepla: vedenie, prúdenie a žiarenie.

Čo je vedenie?

Vedenie tepla je spôsob pohybu tepla, ktorý je charakteristický pre tuhé materiály, hoci sa objavuje (ale so zanedbateľnou intenzitou) aj v tekutinách. To znamená, že vedenie je proces prenosu tepla cez médium bez transportu hmoty. Ak existuje rozdiel teplôt medzi rôznymi časťami systému, dochádza k prenosu tepla, cez ktorý energia prechádza z oblasti (telesa) s vyššou teplotou do oblasti s nižším teplotným rozsahom. Energia sa prenáša z častice na časticu, t. J. Teplo sa pohybuje z jedného konca na druhý koniec, zatiaľ čo látka (systém, telo) je nečinná. Vedenie sa uskutočňuje v homogénnych nevodivých tvrdých telách a uskutočňuje sa prenosom tepla z jednej častice na druhú bez zjavného pohybu. To isté sa deje v homogénnom, priesvitnom tvrdom tele, ako je sklo a kremeň, zatiaľ čo časť tepla sa vykonáva aj žiarením. Podľa teórie molekulárnej kinetiky sa tento spôsob prenosu tepla uskutočňuje kolíziou molekúl. Molekuly v teplejšom tele majú vyššiu rýchlosť, a keď sú zrážané, ich rýchlosť (teplota) klesá, zatiaľ čo pomalšie (chladnejšie) molekuly sú rýchlejšie. Charakteristika materiálu, ktorá označuje intenzitu tepelného pohybu materiálom, sa nazýva koeficient tepelnej vodivosti - λ (W / m ° C) a je mierou toho, aký dobrý tepelný vodič je materiál a ovplyvňuje prenos tepla. rýchlosť. Množstvo tepla Q, ktoré bude vedené vedením homogénnou doskou, sa môže vypočítať podľa nasledujúceho vzorca:

Čo je konvekcia?

Konvekcia je prenos tepla vykonávaný cirkuláciou alebo presunom teplých častíc do chladnejšieho priestoru. Toto je ďalší intuitívny koncept, pretože vieme, že teplý vzduch alebo voda stúpa. Po obvode sa chladiace častice posúvajú (vymieňajú) s teplejšími. Studené častice sa potom zahrievajú a proces pokračuje v produkovaní konvekčného toku. K konvekčnému prenosu dochádza medzi vonkajšími stenami tela a prostredím, ako aj medzi vnútornými stenami a telesom a vnútorným prostredím. V prípade prúdenia dochádza k prenosu tepla pozdĺž hranice pevného telesa a tekutiny, ktorá ho obklopuje. K tomuto druhu prenosu tepla dôjde, iba ak sa tekutina pohybuje. Priebeh pohybu tepla závisí od teploty tuhého telesa a tekutiny pohybujúcej sa okolo tohto telesa. Ak je pohyb tekutiny spôsobený napríklad miešačom alebo čerpadlom s ventilátorom, prúdenie je vynútené. Inak je to prirodzené. Množstvo tepla prenášaného v časovej jednotke cez plochu Fz (tepelný tok) sa určuje na základe vzorca:   kde: 
súčiniteľ prestupu tepla prúdením, t¹, t² teploty tekutín a tela, F² - povrch tela pokrytý tekutinou.
Proces prúdenia v tekutinách sa vždy sleduje prenosom tepla vedením, pretože častice vždy prichádzajú do priameho kontaktu medzi sebou.

Rozdiel medzi vedením a prúdením

1) Definícia správania a prúdenia

Vedenie je mechanizmus prenosu tepla cez pevné materiály. Vedenie ako proces predstavuje výmenu kinetickej energie molekúl v ich vzájomných zrážkach. Pri zrážke molekúl dochádza k výmene kinetickej energie, pričom rýchlejšie molekuly, ktoré majú vyššiu kinetickú energiu a väčšie teplo, dodávajú časť tepla pomalším molekulám, ktoré majú nižšiu úroveň tepla. Konvekcia je mechanizmus nepriameho prenosu tepla. V závislosti od teploty pevného telesa a tekutiny, jedna z nich dá (teplejšia) a druhá (chladič) dostane tepelnú energiu. Čím vyššia je rýchlosť pohybu tekutiny, tým viac prúdenia sa zvyšuje.

2) Príčina vedenia a prúdenia

K vodivosti dochádza z dôvodu rozdielu v počuteľnosti, zatiaľ čo v prípade prúdenia existuje rozdiel v hustote.

3) Výskyt vedenia a prúdenia

K vodivosti dochádza iba v tuhých látkach (priamy prenos energie). K prúdeniu energie dochádza v tekutinách.

Vedenie verzus prúdenie: porovnávacia tabuľka

Zhrnutie vedenia a prúdenia

• K prenosu tepla dochádza vždy, keď je v niektorom prostredí teplotný rozdiel medzi dvoma bodmi. Tento prenos je tepelná energia prechádzajúca v dôsledku teplotného rozdielu.
• Vedenie je priamy prenos energie z častice hmoty (pevnej látky alebo kvapaliny) zo zvýšenej úrovne energie na častice s nižšou energetickou úrovňou v dôsledku interakcie medzi časticami.
• Konvekcia je prenos energie medzi povrchom materiálu a tekutinou, ktorá sa rozprestiera cez / pod materiálom alebo v samotnej tekutine (tekutina alebo plyn). Zmeny teploty vedú k rozdielom v hustote tekutín, čo spôsobuje pohyb molekúl, čím horúce časti s menšou hmotnosťou stúpajú, zatiaľ čo studené časti pôsobia opačne. Výsledkom týchto pohybov je teplotná rovnováha. Vo fyzike je tento proces známy ako „Brownov pohyb“.