Inhalt
- Konvektionswärmeübertragung
- Konvektionsbeispiele
- Voraussichtliche Wärmeübertragung
- Beispiele für Advektion
- Andere Arten der Wärmeübertragung
Wenn Sie den Metallgriff einer Pfanne, die über einem Feuer erhitzt wird, bereits aufgehoben haben, ist die Wärmeübertragung schmerzhaft. Es gibt vier Möglichkeiten, wie Wärme von einem Objekt zum anderen übertragen wird: Durchleitung, Strahlung, Konvektion und Advektion. Die Wärme fließt fast immer vom Objekt mit der höchsten Temperatur zur niedrigsten Temperatur und ändert dabei die innere Energie der beiden. Der Hauptunterschied zwischen Konvektion und Advektion ist die Richtung des Austauschs.
Konvektionswärmeübertragung
Konvektionswärmeübertragung beinhaltet die Übertragung von Wärme durch die Bewegung der Partikel im Medium. Dieses Medium muss ein Gas oder eine Flüssigkeit sein, die Bewegung zulässt. Die Konvektion überträgt immer Wärme in der vertikalen Ebene, und diese Bewegung wird durch Schwankungen der Dichte des Mediums und damit des Auftriebs ausgelöst. Die erhitzten Partikel dehnen sich aus und verringern die Dichte. Diese Teilchen werden dann dynamischer als die umgebenden Teilchen, wodurch sie aufsteigen. Wenn sie aufsteigen, wird die Wärme auf die darüber liegenden Kühlerteile übertragen.
Konvektionsbeispiele
Konvektionswärmeübertragung tritt auf, wenn eine Pfanne mit Wasser erhitzt wird. Die Wassermoleküle neben der Wärmequelle dehnen sich aus. Diese Expansion verringert ihre Dichte und sie beginnen zu steigen; das ist, was das Wasser in einem Topf zum Kochen bringt. Die Atmosphäre ist auch ein Beispiel für die Wärmeübertragung durch Konvektion. Wenn ein Luftpaket durch Sonnenenergie erhitzt wird - Wärmeübertragung durch Strahlung -, dehnt sich das Luftpaket aus und verringert seine Dichte. Dies erhöht seinen Auftrieb und lässt ihn in der Atmosphäre aufsteigen; Dies erzeugt eine instabile Atmosphäre mit einem vertikalen Luftstrom.
Voraussichtliche Wärmeübertragung
Die Advektionswärmeübertragung unterscheidet sich von der durch Konvektion, da die Wärmebewegung auf die horizontale Ebene begrenzt ist. Diese Art der Übertragung wird nicht durch Schwankungen der Dichte gespeist, sondern erfordert eine äußere Kraft, wie Wind- oder Luftströmungen, um die Partikel aus dem Medium zu verdrängen. Da sich die Partikel in wärmeren oder kälteren Systemen horizontal bewegen, wird Wärme übertragen.
Beispiele für Advektion
Das Hauptbeispiel der Advektionswärmeübertragung ist die Bewegung von Wetterfronten. Diese Fronten stellen Massen von kalter oder heißer Luft dar, die horizontal durch Winde an der Oberfläche bewegt werden; Wenn diese Luftmassen die Luft wärmer oder kälter finden, wird die Wärme zwischen den Systemen ausgetauscht. Meeresströmungen sind ein weiteres Beispiel für die Wärmeübertragung durch Advektion. Anstelle von vertikal bewegen die Strömungen das heiße oder kalte Wasser in horizontaler Richtung. Da diese Gewässer mit wärmeren oder kälteren Gewässern interagieren, wird die Wärme zwischen ihnen ausgetauscht.
Andere Arten der Wärmeübertragung
Die übrigen Arten der Wärmeübertragung sind: Wärmeleitung und Strahlung. Übertragungen durch Wärmeleitung von einem Objekt zum anderen werden ohne Bewegung ausgeführt; Wärme wird von einem Molekül zum anderen übertragen. Diese Art der Wärmeübertragung tritt nur in Festkörpern auf; Der Griff einer heißen Pfanne ist ein Beispiel. Die Übertragung von Wärme durch Strahlung beinhaltet die Übertragung von Wärme durch elektromagnetische Energiewellen. Ein Beispiel für Strahlung ist Sonnenlicht; Wenn die Wellen auf andere Partikel treffen, beginnen sie zu vibrieren oder sich zu erwärmen.