Konvektion: Wärmeübertragung in Flüssigkeiten

Konvektion es ist ein prozess von Wärmeübertragung was durch die innere Bewegung von a. auftritt Flüssigkeit, wie Luft oder Wasser. Konvektion entsteht, wenn a Temperaturgefälle in einer Flüssigkeit. Auf diese Weise bewegen sich die wärmeren Regionen, die weniger dicht sind als die übrigen, und es entstehen Konvektionsströmungen nach oben. Der Rest der Flüssigkeit mit niedrigerer Temperatur neigt dazu, „zu sinken“, da seine Dichte etwas höher ist.

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Konvektionswärmeübertragung

Konvektion verursacht große atmosphärische Luftverschiebungen.
Konvektion verursacht große atmosphärische Luftverschiebungen.

DAS Konvektion, auch bekannt als KonvektionThermal-, entsteht aus der Tendenz, die die meisten Flüssigkeiten beim Erhitzen zeigen: Sie werden zu erweitern, werdend nicht wenigerdicht. DAS UnterschiedimDichte macht die Flüssigkeit aufsteigen dank der Wirkung der Kraft von Auftrieb. Die konvektive Bewegung findet statt, bis die gesamte Flüssigkeit darunter ist Temperatur.

Neben der natürlichen Konvektion, die durch den Auftrieb entsteht, gibt es die

Konvektiongezwungen. In diesem wird die kühle Luft nach oben gepumpt, während die warme Luft nach unten bewegt wird, genau wie wenn wir einen Deckenventilator zur Kühlung eines Raumes aufstellen.

Im Gegensatz zu anderen Wärmeübertragungsverfahren wird bei der Konvektion die Massenübertragung, da Wärme durch das bewegte Fluid übertragen wird. Neben dem Konvektionsverfahren gibt es zwei weitere Wärmeübertragungsverfahren: Leitung und Strahlung.

Thermische Konvektion kann nur im in einer Flüssigkeit das unterliegt der Aktion des Schwere, so dass die Auftrieb in der Lage sein, die weniger dichte Flüssigkeit nach oben zu „pumpen“. Beim Aufstieg neigt die Flüssigkeit dazu, Wärme an ihre Umgebung abzugeben, so dass ihre Dichte allmählich zunimmt und sie wieder absinkt.

Der Konvektionsprozess kann während der Wassererwärmung und ist auch einer der Hauptverantwortlichen für die Verdrängung von Luftmassen das in der Erdatmosphäre vorkommt.

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Formel für thermische Konvektion

Die Formel zur Berechnung der Wärmeübertragung durch thermische Konvektion ist durch das Newtonsche Kühlgesetz gegeben. Dieses Gesetz besagt, dass die Wärmeübertragungsrate direkt proportional zur Temperaturdifferenz zwischen dem Körper und seiner Umgebung ist. Auschecken:

Q - Hitze (J)

t - Zeitintervalle)

H - Wärmedurchgangskoeffizient (W/m²K)

DAS - Wärmeübertragungsfläche (m²)

TSUP - Flüssigkeitsoberflächentemperatur (K)

TAMB - Umgebungstemperatur (K)

Bei Konvektion ist die KoeffizientimTransferThermal- (h) hängt mit einer großen Anzahl von Variablen zusammen, wie der Flüssigkeitsviskosität und der Wärmeleitfähigkeit. In den meisten Fällen kann jedoch davon ausgegangen werden, dass H ist eine Funktion, die direkt von der Flüssigkeitsdichtedifferenz abhängt, die durch ihre Wärmeausdehnung.

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Konvektionsbeispiele

Wolken entstehen durch Konvektion von Wasserdampf.
Wolken entstehen durch Konvektion von Wasserdampf.

Sehen Sie sich einige Beispiele an:

  • Sie Heizungen werden bodennah installiert, da die Dichte der Warmluft geringer ist als die Dichte der kalten Luft, wodurch die Luft, die das Heizgerät verlässt, ansteigt und die Temperatur des Ganzen ansteigt der Raum.

  • Ö Klimaanlage es ist oben angebracht, so dass die kalte luft, die es in den raum bläst, dank seiner dichte dazu neigt, nach unten zu gehen.

  • Sie Abluftventilatoren, die in Märkten und Lagerhallen üblich sind, werden verwendet, damit die aufsteigende heiße Luft nach außen zirkulieren und diese kühl halten kann.

  • Ö magmatisches Material (Lava) bewegt sich im Erdmantel und wird von Vulkanen aufgrund von Konvektionsströmungen ausgestoßen.

  • DAS Sonnenstrahlung verdunstet Wasser, steigt dieser Dampf auf und kondensiert in großen Höhen, wodurch Regenwolken entstehen.

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Leitung und Strahlung

Sehen Sie sich die Hauptmerkmale der anderen Wärmeübertragungsverfahren an:

  • Fahren: tritt auf, wenn Kontakt zwischen den Oberflächen verschiedener Körper und im Inneren von Festkörpern besteht. Bei diesem Vorgang findet kein Stoffaustausch statt, sondern der „Kontakt“ zwischen den Grenzflächenmolekülen, die miteinander Energie austauschen. Wenn wir auf heißen Asphalt oder einen Keramikboden treten, wird die meiste Wärme durch den Wärmeleitungsprozess übertragen.

  • Strahlung: ist der Wärmeübertragungsprozess, der durch die Emission von Elektromagnetische Wellen, der wichtigste ist der Infrarot. Wenn es sehr heiß ist, werden einige Körper glühend und fangen an, sichtbares Licht zu emittieren Frequenzen in der Nähe von Rot, Gelb und sogar Blau, wie sie bei der Verbrennung von Gas aus Küche.

Von mir. Rafael Helerbrock

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HELERBROCK, Rafael. "Konvektion"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conveccao.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.

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