Innhold
- Konveksjon varmeoverføring
- Konveksjonseksempler
- Advection varmeoverføring
- Adveksjonseksempler
- Andre typer varmeoverføringer
Hvis du noen gang har plukket opp metallhåndtaket på en panne som ble oppvarmet over en brann, har du opplevd varmeoverføringen smertefullt. Det er fire måter varme overføres fra ett objekt til et annet: ledning, stråling, konveksjon og fremføring. Varme strømmer nesten alltid fra objektet med den høyeste temperaturen til den med den laveste temperaturen, og endrer sin indre energi under prosessen. Hovedforskjellen mellom konveksjon og adveksjon er utvekslingsretningen.
Konveksjon varmeoverføring
Konveksjonsvarmeoverføring innebærer overføring av varme gjennom bevegelse av partikler i mediet. Dette mediet må være en gass eller væske som tillater bevegelse. Konveksjon overfører alltid varme i vertikalplanet, og denne bevegelsen utløses av variasjoner i mediumets tetthet og derfor oppdrift. De oppvarmede partiklene ekspanderer og reduserer tettheten; disse partiklene blir da mer dynamiske enn de omkringliggende partiklene, noe som får dem til å stige. Når de stiger, overføres varmen til de kaldeste delene, plassert over dem.
Konveksjonseksempler
Konveksjon varmeoverføring oppstår når en gryte med vann varmes opp. Vannmolekyler nær varmekilden utvides. Denne utvidelsen reduserer dens tetthet og de begynner å stige; dette er det som får vannet til å koke. Atmosfæren gir også et eksempel på varmeoverføring ved konveksjon. Når en luftpakke varmes opp av solenergi - strålevarmeoverføring - utvides luftpakken og reduserer dens tetthet. Dette øker oppdriften og får den til å stige opp i atmosfæren; dette gir en ustabil atmosfære med en vertikal luftstrøm.
Advection varmeoverføring
Varmeoverføringen ved fremføring adskiller seg fra den ved konveksjon fordi varmebevegelsen er begrenset til det horisontale planet. Denne typen overføring drives ikke av variasjoner i tetthet, men krever en ytre kraft, for eksempel vind eller trekk, for å forskyve partiklene i mediet. Når partiklene beveger seg horisontalt i systemer som er varmere eller kjøligere, overføres varme.
Adveksjonseksempler
Hovedeksemplet på varmeoverføring gjennom fremføring er bevegelsen av meteorologiske fronter. Disse frontene representerer masser av kald eller varm luft som beveges horisontalt av vind over overflaten; når disse luftmassene møter den varmeste eller kaldeste luften, utveksles varme mellom systemene. Havstrømmer er et annet eksempel på overføring av varme. I stedet for vertikalt beveger strømmen varmt eller kaldt vann i horisontale retninger; ettersom disse vannet samhandler med varmere eller kjøligere vannområder, blir varme utvekslet mellom dem.
Andre typer varmeoverføringer
De resterende typer varmeoverføring er: ledning og stråling. Overføringer ved å lede varme fra ett objekt til et annet gjøres uten bevegelse; varme overføres fra ett molekyl til et annet. Denne typen varmeoverføring forekommer bare i faste stoffer; håndtaket på en varm panne er et eksempel. Overføring av varme gjennom stråling innebærer overføring av varme av elektromagnetiske bølger av energi. Et eksempel på stråling er sollys; når bølgene treffer andre partikler, begynner de å vibrere eller varme seg opp.