Convezione è un processo di trasmissione del calore che si verifica dal movimento interno di a fluido, come aria o acqua. La convezione si verifica quando c'è un gradiente di temperatura in un fluido. In questo modo le regioni più calde di questa, meno dense delle altre, si muovono dando luogo a correnti convettive ascendenti. Il resto del fluido che è a temperatura più bassa tende a “scendere”, poiché la sua densità è un po' più alta.
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Trasmissione del calore per convezione
IL convezione, conosciuto anche come convezionetermico, nasce dalla tendenza che manifesta la maggior parte dei fluidi quando vengono riscaldati: diventano espandere, diventando qualsiasi menodenso. IL differenzaneldensità rende il fluido ascendere grazie all'azione della forza di galleggiabilità. Il movimento convettivo avviene fino a quando tutto il fluido è sotto di esso temperatura.
Oltre alla convezione naturale, che avviene grazie al galleggiamento, vi è la
convezionecostretto. In questo l'aria fresca viene pompata, mentre l'aria calda si abbassa, proprio come quando mettiamo un ventilatore a soffitto per raffreddare una stanza.A differenza di altri processi di trasferimento del calore, nella convezione il trasferimento di massa, poiché il calore è trasmesso dal fluido in movimento. Oltre al processo di convezione, esistono altri due processi di trasferimento del calore: conduzione e irraggiamento.
La convezione termica può avvenire solo in dentro un fluido che è soggetto all'azione del gravità, tale che galleggiabilità poter “pompare” verso l'alto il fluido meno denso. Durante la sua ascesa, il fluido tende a cedere calore all'ambiente circostante, in modo che la sua densità aumenti gradualmente, facendolo affondare nuovamente.
Il processo di convezione può essere osservato durante il riscaldamento dell'acqua ed è anche uno dei principali responsabili del spostamento delle masse d'aria che si verifica nell'atmosfera terrestre.
Formula per la convezione termica
La formula utilizzata per calcolare il trasferimento di calore per convezione termica è data dalla legge del raffreddamento di Newton. Questa legge afferma che la velocità di trasferimento del calore è direttamente proporzionale alla differenza di temperatura tra il corpo e l'ambiente circostante. Check-out:
Q - calore (J)
t - intervallo/i di tempo
H - coefficiente di trasferimento termico (W/m²K)
IL - superficie di scambio termico (m²)
TSUP - temperatura superficiale del fluido (K)
TAMB - temperatura ambiente (K)
In caso di convezione, il coefficienteneltrasferimentotermico (h) è correlato a un gran numero di variabili, come la viscosità del fluido e la conduttività termica. Tuttavia, per la maggior parte dei casi, è possibile supporre che H è una funzione che dipende direttamente dalla differenza di densità del fluido, causata dalla sua dilatazione termica.
Vedi anche: Cos'è l'equilibrio termico?
esempi di convezione
Guarda alcuni esempi:
voi riscaldatori sono installati vicino al pavimento dei locali in quanto la densità dell'aria calda è inferiore alla densità dell'aria fredda, facendo salire l'aria in uscita dal riscaldatore, aumentando la temperatura dell'insieme la stanza.
oh aria condizionata è installato in alto, quindi l'aria fredda che inietta nell'ambiente tende a scendere, grazie alla sua densità.
voi ventilatori di scarico, comuni nei mercati e nei magazzini, vengono utilizzati affinché l'aria calda che sale possa circolare all'esterno degli edifici, mantenendoli freschi.
oh materiale magmatico (lava) si muove all'interno del mantello terrestre e viene espulsa dai vulcani a causa delle correnti convettive.
IL radiazione solare evapora l'acqua, questo vapore sale e si condensa quando si raggiunge l'alta quota, dando luogo a nuvole di pioggia.
Vedi anche: Dilatazione superficiale: formula, esperimento, esercizi
conduzione e radiazione
Scopri le principali caratteristiche degli altri processi di scambio termico:
Guida: si verifica quando c'è contatto tra le superfici di corpi diversi e all'interno di solidi. In questo processo non c'è trasferimento di massa, ma il “contatto” tra le molecole di interfaccia che scambiano energia tra loro. Quando si calpesta l'asfalto caldo, o un pavimento in ceramica, la maggior parte del calore viene trasferita dal processo di conduzione.
Radiazione: è il processo di trasferimento di calore che si verifica mediante l'emissione di onde elettromagnetiche, il principale è il infrarossi. Quando molto caldo, alcuni corpi diventano incandescenti e iniziano a emettere luce visibile in frequenze prossime al rosso, al giallo e persino al blu, come avviene durante la combustione del gas da cucina.
Di Me. Rafael Helerbrock