Conduction vs Convection | Šta je Kondukcija? Šta je konvekcija?
Kondukcija i konvekcija su dvije pojave koje se susreću u toplini i termodinamici. Ova dva koncepta su veoma važna kada je u pitanju razumevanje prenosa toplote. Zračenje, zajedno s vođenjem i konvekcijom, čine tri oblika prijenosa topline. Polja kao što su termodinamika, toplotni motori, veštački vremenski sistemi, meteorologija, pa čak i naša fiziologija zavise od principa provodljivosti i konvekcije. Od vitalnog je značaja imati dobro razumijevanje provodljivosti i konvekcije zajedno sa zračenjem da bismo dobro razumjeli ova polja. U ovom članku ćemo raspravljati o tome šta su provodljivost i konvekcija, razloge za provodljivost i konvekciju, njihove sličnosti, koji su svakodnevni incidenti koje možemo uočiti zbog vođenja i konvekcije, njihove sličnosti i na kraju njihove razlike.
Šta je kondukcija?
Kondukcija se definiše kao prenos toplotne energije između regiona materije usled temperaturnog gradijenta. Kondukcija se može dogoditi u bilo kojem materijalu, ali što se prakse tiče, provodljivost se primjenjuje samo na čvrste tvari. Kada se čvrste materije zagreju, atomi i molekuli unutar čvrstog tela vibriraju zbog kinetičke energije primljene od zagrevanja, sudari ovih vibrirajućih atoma sa susednim atomima izazivaju vibriranje susednih atoma, pa se vibracije prenose na drugi kraj solidan. Atomi na površini čvrste tvari oslobađaju energiju od vibracija u otvoreni prostor. Za jednoličnu šipku u stabilnom stanju sa izolovanim stranama i izloženim samo dva kraja, brzina protoka toplote je direktno proporcionalna površini apsorpcije toplote i temperaturnog gradijenta. Stabilno stanje je kada postoji termička ravnoteža između svih tačaka, što znači da temperatura tačke ne varira s vremenom. Plinovi i tekućine također pokazuju provodljivost, ali to je u obliku direktnih sudara molekula. Ne vibriraju kao čvrsta tijela.
Šta je konvekcija?
Konvekcija je terminologija koja se koristi za masovno kretanje fluida. Međutim, u ovom članku se konvekcija smatra u obliku toplotne konvekcije. Za razliku od provodljivosti, konvekcija se ne može odvijati u čvrstim materijama. Konvekcija je proces prijenosa energije direktnim prijenosom materije. U tečnostima i gasovima, kada se zagrevaju sa dna, donji sloj fluida će se zagrejati. Sloj zagrejanog vazduha se tada širi, manje je gust od hladnog vazduha; sloj vrućeg zraka se diže u obliku konvekcijske struje. Zatim sljedeći sloj fluida doživljava isti fenomen. U međuvremenu, prvi sloj vrućeg vazduha je sada ohlađen i on će se spustiti. Ovaj efekat stvara petlju provodljivosti, neprekidno oslobađajući toplotu preuzetu od nižih slojeva ka gornjim slojevima. Ovo je veoma važan obrazac u vremenskim sistemima. Toplota sa površine zemlje se oslobađa u gornju atmosferu u ovom mehanizmu.
Koja je razlika između kondukcije i konvekcije?
• Kondukcija se dešava u svim medijima, dok konvekcija nije moguća u čvrstim materijama.
• Konvekcija uključuje protok materije u velikim količinama, dok provodljivost uključuje materiju koja vibrira oko fiksne tačke.
• U zatvorenom sistemu, gubitak toplote konvekcijom nije moguć, ali je moguć gubitak toplote usled vođenja.
