Konvekce: přenos tepla v tekutinách

Proudění je to proces přenos tepla ke kterému dochází vnitřním pohybem a tekutinajako vzduch nebo voda. Konvekce vzniká, když existuje teplotní gradient v tekutině. Tímto způsobem se jeho teplejší oblasti, které jsou méně husté než ostatní, pohybují a způsobují vzestupné konvekční proudy. Zbytek kapaliny, která má nižší teplotu, má tendenci „klesat“, protože její hustota je o něco vyšší.

Dívej setaky: Tři běžné chyby v termologii

Konvekční přenos tepla

Konvekce způsobuje velké posuny atmosférického vzduchu.
Konvekce způsobuje velké posuny atmosférického vzduchu.

THE proudění, také známý jako prouděnítepelný, vyplývá z tendence, kterou většina kapalin vykazuje při zahřátí: stanou se rozšířit, stává se nic méněhustý. THE rozdílvhustota dělá tekutinu zlézt díky působení síly vztlak. Konvekční pohyb probíhá, dokud není veškerá tekutina pod ním teplota.

Kromě přirozené konvekce, ke které dochází díky vztlaku, existuje prouděnívynucený. V tomto případě je studený vzduch čerpán nahoru, zatímco teplý vzduch se pohybuje dolů, stejně jako když umístíme stropní ventilátor k ochlazení místnosti.

Na rozdíl od jiných procesů přenosu tepla, v konvekci hromadný přenos, protože teplo se přenáší pohybující se tekutinou. Kromě procesu konvekce existují dva další procesy přenosu tepla: vedení a záření.

Tepelné proudění může nastat pouze v uvnitř tekutiny která je předmětem akce gravitace, tak, že vztlak být schopen „pumpovat“ méně hustou tekutinu nahoru. Během svého výstupu má kapalina tendenci dodávat teplo svému okolí, takže se postupně zvyšuje její hustota, což způsobuje její opětovné klesání.

Proces proudění lze pozorovat během ohřev vody a je také jedním z hlavních odpovědných za posunutí vzdušných hmot který se vyskytuje v zemské atmosféře.

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Vzorec pro tepelnou konvekci

Vzorec použitý pro výpočet přenosu tepla tepelnou konvekcí je dán Newtonovým zákonem chlazení. Tento zákon stanoví, že rychlost přenosu tepla je přímo úměrná teplotnímu rozdílu mezi tělem a jeho okolím. Překontrolovat:

Q - teplo (J)

t - časový interval

H - koeficient tepelného přenosu (W / m²K)

THE - plocha pro přenos tepla (m²)

TSUP - teplota povrchu tekutiny (K)

TAMB - okolní teplota (K)

V případě konvekce se součinitelvpřevodtepelný (h) souvisí s velkým počtem proměnných, jako je viskozita kapaliny a tepelná vodivost. Ve většině případů je však možné to předpokládat H je funkce, která přímo závisí na rozdílu hustoty tekutin způsobeném jeho teplotní roztažnost.

Podívejte se také: Co je tepelná rovnováha?

příklady konvekce

Mraky vznikají konvekcí vodní páry.
Mraky vznikají konvekcí vodní páry.

Podívejte se na několik příkladů:

  • Vy ohřívače jsou instalovány blízko podlahy místností, protože hustota horkého vzduchu je menší než hustota studeného vzduchu, což způsobí vzestup vzduchu opouštějícího ohřívač, což zvýší teplotu celku pokoj.

  • Ó klimatizace je instalován nahoře, takže studený vzduch, který vstřikuje do místnosti, má tendenci klesat díky své hustotě.

  • Vy odsávací ventilátory, běžný na trzích a ve skladech, se používá k tomu, aby horký vzduch, který stoupá, mohl cirkulovat ven z budov a udržovat je tak v chladu.

  • Ó magmatický materiál (láva) se pohybuje v zemském plášti a je vyhnán sopkami kvůli konvekčním proudům.

  • THE solární radiace odpařuje vodu, tato pára stoupá a kondenzuje při dosažení vysokých nadmořských výšek, což vede k dešťovým mrakům.

Podívejte se také: Povrchní dilatace: vzorec, experiment, cvičení

vedení a záření

Podívejte se na hlavní charakteristiky ostatních procesů přenosu tepla:

  • Řízení: nastává, když dochází ke kontaktu mezi povrchy různých těles a vnitřními tělesy. V tomto procesu nedochází k přenosu hmoty, ale k „kontaktu“ mezi molekulami rozhraní, které si navzájem vyměňují energii. Když šlapeme na horký asfalt nebo na keramickou podlahu, většina tepla se přenáší procesem vedení.

  • Záření: je proces přenosu tepla, ke kterému dochází při emisi elektromagnetické vlny, z nichž hlavní je infračervený. Když je velmi teplo, některá těla žhnou a začnou vyzařovat viditelné světlo dovnitř frekvence blízké červené, žluté a dokonce modré, jak k tomu dochází při spalování plynu z kuchyně.

Podle mě. Rafael Helerbrock

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

HELERBROCK, Rafaeli. "Proudění"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conveccao.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.

Lednička. Jak funguje chladicí stroj?

Lednička. Jak funguje chladicí stroj?

V našich studiích jsme to viděli tepelný stroj je jakékoli zařízení, které neustále přeměňuje te...

read more
Tepelná energie: definice a cvičení

Tepelná energie: definice a cvičení

Energietepelný je široký termín, používaný k vyjádření různých termodynamických veličin, jako nap...

read more
Lineární dilatace. Jak dochází k lineární dilataci?

Lineární dilatace. Jak dochází k lineární dilataci?

Když jsou těla vystavena změnám teploty, jsou dilatovat, to znamená, že trpí zvětšením nebo zmen...

read more
instagram viewer