Μεταφορά: μετάδοση θερμότητας σε υγρά

Μεταγωγή είναι μια διαδικασία μετάδοση θερμότητας που συμβαίνει από την εσωτερική κίνηση ενός υγρό, όπως αέρας ή νερό. Η μεταφορά προκύπτει όταν υπάρχει α κλίση θερμοκρασίας σε ένα υγρό. Με αυτόν τον τρόπο, οι θερμότερες περιοχές αυτού, οι οποίες είναι λιγότερο πυκνές από τις υπόλοιπες, κινούνται, προκαλώντας ανοδικά ρεύματα μεταφοράς. Το υπόλοιπο υγρό που βρίσκεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία τείνει να «κατεβαίνει», καθώς η πυκνότητά του είναι λίγο υψηλότερη.

Κοίταεπίσης: Τρία κοινά λάθη στη θερμολογία

Μετάδοση θερμότητας μεταφοράς

Η μεταφορά προκαλεί μεγάλες ατμοσφαιρικές μετατοπίσεις αέρα.

Ο μεταγωγή, επίσης γνωστός ως μεταγωγήθερμικός, προκύπτει από την τάση που παρουσιάζουν τα περισσότερα υγρά όταν θερμαίνονται: γίνονται επεκτείνουν, γίνεται τίποτε λιγότεροπυκνός. Ο διαφοράσεπυκνότητα κάνει το υγρό αναβαίνω χάρη στη δράση της δύναμης του πλευστότητα. Η μεταγωγική κίνηση λαμβάνει χώρα έως ότου όλο το υγρό είναι κάτω από αυτό θερμοκρασία.

Εκτός από τη φυσική μεταφορά, η οποία συμβαίνει χάρη στην πλευστότητα, υπάρχει η

μεταγωγήαναγκασμένος. Σε αυτό αντλείται ο δροσερός αέρας, ενώ ο ζεστός αέρας κινείται προς τα κάτω, ακριβώς όπως όταν βάζουμε έναν ανεμιστήρα οροφής για να κρυώσει ένα δωμάτιο.

Σε αντίθεση με άλλες διεργασίες μεταφοράς θερμότητας, στη μεταφορά μαζική μεταφορά, καθώς η θερμότητα μεταδίδεται από το κινούμενο ρευστό. Εκτός από τη διαδικασία μεταφοράς, υπάρχουν δύο άλλες διαδικασίες μεταφοράς θερμότητας: αγωγιμότητα και ακτινοβολία.

Η θερμική μεταφορά μπορεί να συμβεί μόνο στο μέσα σε ένα υγρό που υπόκειται στη δράση του βαρύτητα, έτσι ώστε το πλευστότητα μπορείτε να "αντλήσετε" το λιγότερο πυκνό υγρό προς τα πάνω. Κατά τη διάρκεια της ανόδου του, το υγρό τείνει να δίνει θερμότητα στο περιβάλλον του, έτσι ώστε η πυκνότητά του να αυξάνεται σταδιακά, αναγκάζοντάς το να βυθιστεί ξανά.

Η διαδικασία μεταφοράς μπορεί να παρατηρηθεί κατά τη διάρκεια της θέρμανση νερού και είναι επίσης ένας από τους κύριους υπεύθυνους για το μετατόπιση μαζών αέρα που συμβαίνει στην ατμόσφαιρα της Γης.

Τύπος για θερμική μεταφορά

Ο τύπος που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της μεταφοράς θερμότητας με θερμική μεταφορά δίνεται από τον νόμο ψύξης του Νεύτωνα. Ο νόμος αυτός αναφέρει ότι ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας είναι ανάλογος άμεσα με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του σώματος και του περιβάλλοντός του. Ολοκλήρωση παραγγελίας:

Ερ - θερμότητα (J)

τ - χρονικά διαστήματα

Η - συντελεστής θερμικής μεταφοράς (W / m²K)

Ο - περιοχή μεταφοράς θερμότητας (m²)

Τ_SUΠ - θερμοκρασία επιφάνειας υγρού (K)

Τ_AMB - θερμοκρασία περιβάλλοντος (K)

Στην περίπτωση της μεταφοράς, το συντελεστήςσεΜΕΤΑΦΟΡΑθερμικός (η) σχετίζεται με μεγάλο αριθμό μεταβλητών, όπως ιξώδες ρευστού και θερμική αγωγιμότητα. Ωστόσο, για τις περισσότερες περιπτώσεις, είναι πιθανό να το υποθέσουμε αυτό Η είναι μια συνάρτηση που εξαρτάται άμεσα από τη διαφορά πυκνότητας υγρού, που προκαλείται από αυτήν θερμική διαστολή.

Δείτε επίσης: Τι είναι η θερμική ισορροπία;

παραδείγματα μεταφοράς

Τα σύννεφα σχηματίζονται από τη μεταφορά υδρατμών.

Δείτε μερικά παραδείγματα:

• Εσείς θερμαντήρες εγκαθίστανται κοντά στο πάτωμα των δωματίων καθώς η πυκνότητα του ζεστού αέρα είναι μικρότερη από την πυκνότητα ψυχρού αέρα, προκαλώντας την αύξηση του αέρα από τη θερμάστρα, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του συνόλου το δωμάτιο.

• Ο κλιματισμός είναι εγκατεστημένο στην κορυφή, οπότε ο κρύος αέρας που εισάγει στο δωμάτιο τείνει να κατεβαίνει, χάρη στην πυκνότητά του.

• Εσείς ανεμιστήρες εξάτμισης, κοινό σε αγορές και αποθήκες, χρησιμοποιούνται έτσι ώστε ο ζεστός αέρας που ανεβαίνει μπορεί να κυκλοφορεί στο εξωτερικό των κτιρίων, διατηρώντας τους δροσερούς.

• Ο μαγματικό υλικό (λάβα) κινείται μέσα στο γήινο μανδύα και αποβάλλεται από ηφαίστεια λόγω ρεύματος μεταφοράς.

• Ο ηλιακή ακτινοβολία εξατμίζεται νερό, αυτός ο ατμός ανεβαίνει και συμπυκνώνεται όταν φτάνει σε μεγάλα υψόμετρα, δημιουργώντας σύννεφα βροχής.

Δείτε επίσης: Επιφανειακή διαστολή: τύπος, πείραμα, ασκήσεις

αγωγιμότητα και ακτινοβολία

Ελέγξτε τα κύρια χαρακτηριστικά των άλλων διαδικασιών μεταφοράς θερμότητας:

• Οδήγηση: συμβαίνει όταν υπάρχει επαφή μεταξύ των επιφανειών διαφορετικών σωμάτων και εσωτερικών στερεών. Σε αυτή τη διαδικασία δεν υπάρχει μεταφορά μάζας, αλλά η «επαφή» μεταξύ των μορίων διεπαφής που ανταλλάσσουν ενέργεια μεταξύ τους. Όταν πατάμε θερμή άσφαλτο ή κεραμικό δάπεδο, το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας μεταφέρεται μέσω της διαδικασίας αγωγιμότητας.

• Ακτινοβολία: είναι η διαδικασία μεταφοράς θερμότητας που προκύπτει από την εκπομπή του Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, το κύριο είναι το υπέρυθρο. Όταν είναι πολύ ζεστά, ορισμένα σώματα γίνονται πυρακτωμένα και αρχίζουν να εκπέμπουν ορατό φως συχνότητες κοντά στο κόκκινο, κίτρινο και ακόμη και μπλε, όπως συμβαίνει κατά την καύση αερίου από κουζίνα.

Από εμένα, Rafael Helerbrock