De konvektion det är en av de tre mekanismerna där värme överförs från ett varmare område till ett kallare. Det sker på grund av rörelsen av massan av en vätska, som kan vara en vätska eller en gas. I vilket fall som helst krävs alltid ett materialmedium så att denna mekanism kan ske..
Ju snabbare rörelsen för vätskan i fråga, desto snabbare överförs termisk energi mellan zoner med olika temperaturer. Detta händer kontinuerligt med atmosfäriska luftmassor: flytkraft säkerställer att de varmare och mindre täta stiger medan de kallare och tätare faller ner.
Ett exempel på detta är det stängda rummet i bilden, som omedelbart uppdateras så snart dörrarna eller fönstren öppnas, eftersom den heta luften inifrån slipper ut även genom sprickorna och ger plats för den friska luften från utsidan som förblir mer under.
Artikelindex
Konvektion kan vara naturlig eller tvingad. I det första fallet rör sig vätskan av sig själv, som när du öppnar rumsdörren, medan den i det andra tvingas av en fläkt eller en pump, till exempel.
Det kan också finnas två varianter: diffusion Y advektion. Vid diffusion rör sig vätskemolekylerna mer eller mindre slumpmässigt och värmeöverföringen är långsam..
Å andra sidan rör sig en god mängd vätskemassa, vilket kan uppnås genom att tvinga konvektion med exempelvis en fläkt. Men fördelen med advektion är att det är mycket snabbare än diffusion.
En enkel matematisk modell för konvektiv värmeöverföring är Newtons kylningslag. Tänk på en het yta av område A, omgiven av svalare luft, så att temperaturskillnaden är liten.
Låt oss kalla Q den överförda värmen och t tiden. Den hastighet med vilken värme överförs är dQ / dt eller härledd från funktionen Q (t) med avseende på tid.
Eftersom värme är termisk energi är dess enheter i det internationella systemet joule (J), därför kommer överföringshastigheten i joule / sekund, vilket är watt eller watt (W).
Denna hastighet är direkt proportionell mot skillnaden i temperatur mellan det heta föremålet och mediet, betecknat som AT och även till ytan TILL av objektet:
ΔT = Temperatur på objektets yta - Temperatur bort från objektet
Konstanten av proportionalitet kallas h, vad är han värmeöverföringskoefficient för konvektion och bestäms experimentellt. Dess enheter i det internationella systemet (SI) är W / mtvå. K, men det är vanligt att hitta det i grader Celsius eller Celsius.
Det är viktigt att notera att denna koefficient inte är en flytande egenskap, eftersom den beror på flera variabler, såsom ytans geometri, vätskans hastighet och andra egenskaper..
Genom att kombinera allt ovanstående har Newtons kylningslag matematiskt denna form:
dQ / dt = hA AT
En person står mitt i ett rum 20 ° C, genom vilket en lätt bris blåser. Vad är värmehastigheten som personen överför till miljön genom konvektion? Antag att den exponerade ytan är 1,6 mtvå och hudens yttemperatur är 29 ºC.
Faktum: konvektionvärmeöverföringskoefficienten är i detta fall 6 W / mtvå. ºC
Personen kan överföra värme till luften runt dem, eftersom den är i rörelse när vinden blåser. För att hitta överföringshastigheten dQ / dt, anslut bara värdena till Newtons ekvation för kylning:
dQ / dt = 6 W / mtvå. ºC x 1,6 mtvå x (29 ° C - 20 ° C) = 86,4 W.
Det är vanligt att värma händerna genom att föra dem nära ett lägereld eller en varm brödrost, eftersom luften som omger värmekällan i sin tur värms upp och expanderar och stiger eftersom den är mindre tät. När den cirkulerar omsluter och värmer den varma luften händerna.
Vid kusten är havet kallare än landet, så luften ovanför landet värms upp och stiger, medan den kallare luften anländer och sätter sig i det utrymme som den andra lämnar när den stiger upp..
Det här kallas konvektionscell Och det är anledningen till att det känns kallare när du tittar ut mot havet och vinden blåser mot ditt ansikte på en varm dag. På natten händer det motsatta, den svala brisen kommer från land.
Naturlig konvektion inträffar i luften vid havets kuster genom den hydrologiska cykeln, där vatten värms upp och indunstas tack vare solstrålning. Den så bildade vattenångan stiger, kyls och kondenseras till moln, vars massor ökar och stiger genom konvektion..
När vattendropparnas storlek ökar kommer det en tid då vattnet fälls ut i form av regn, fast eller flytande, beroende på temperaturen..
När vattnet placeras i vattenkokaren eller kastrullen värms lagren närmast botten först, eftersom flamman eller värmen från brännaren är närmast. Då expanderar vattnet och dess densitet minskar, därför stiger det och det kallare vattnet tar plats på botten av behållaren..
På detta sätt cirkulerar alla lager snabbt och hela vattenkroppen värms upp. Detta är ett bra exempel på advektion.
Konvektion i luftmassor, tillsammans med jordens rotationsrörelse producerar vindar, eftersom kall luft rör sig och cirkulerar under varm luft, vilket skapar olika strömmar som kallas konvektionsströmmar..
Vatten beter sig på samma sätt som hur luften fungerar i atmosfären. Varmare vatten är nästan alltid nära ytan, medan kallare vatten är djupare.
Det förekommer i den smälta kärnan på planetens inre, där den kombineras med jordens rotation och genererar elektriska strömmar som ger upphov till jordens magnetfält..
Stjärnor som solen är enorma gassfärer. Konvektion är en effektiv energitransportmekanism där, eftersom de gasformiga molekylerna har tillräcklig frihet att röra sig mellan områdena i stjärnornas inre..
Luftkonditioneringen är placerad nära taket i rummen, så att den kylda luften, som är tätare, sjunker ner och kyls ned närmare golvet snabbt.
Det är en anordning som tillåter överföring av värme från en vätska till en annan och är principen för drift av luftkonditioneringsapparater och kylmekanismer i bilmotorn, till exempel.
De tillverkas genom att kombinera ark med isolerande material och lägga till luftbubblor inuti.
De kallas också kyltorn och tjänar till att kasta värmen som produceras av kärnkraftverk, oljeraffinaderier och andra olika industriella anläggningar i luften istället för till marken eller vattnet.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.