Conductie vs Convectie | Wat is conductie? Wat is convectie?
Geleiding en convectie zijn twee fenomenen die we tegenkomen in warmte en thermodynamica. Deze twee concepten zijn erg belangrijk als het gaat om het begrijpen van warmteoverdracht. Straling vormen samen met geleiding en convectie de drie vormen van warmteoverdracht. Gebieden zoals thermodynamica, warmtemotoren, kunstmatige weersystemen, meteorologie en zelfs onze fysiologie zijn afhankelijk van de principes van geleiding en convectie. Het is essentieel om een goed begrip te hebben van geleiding en convectie samen met straling om een goed begrip van deze velden te hebben. In dit artikel gaan we bespreken wat geleiding en convectie zijn, de reden voor geleiding en convectie, hun overeenkomsten, wat de dagelijkse incidenten zijn die we kunnen waarnemen als gevolg van geleiding en convectie, hun overeenkomsten en tenslotte hun verschillen.
Wat is geleiding?
Geleiding wordt gedefinieerd als de overdracht van thermische energie tussen materiegebieden als gevolg van een temperatuurgradiënt. Geleiding kan in elk materiaal plaatsvinden, maar wat de praktijk betreft, wordt geleiding alleen toegepast op vaste stoffen. Wanneer vaste stoffen worden verwarmd, trillen atomen en moleculen in de vaste stof vanwege de kinetische energie die wordt ontvangen door verwarming, de botsingen van deze trillende atomen met de naburige atomen zorgen ervoor dat de naburige atomen gaan trillen, en daarom worden de trillingen overgebracht naar het andere uiteinde van de stevig. De atomen aan het oppervlak van de vaste stof geven de energie van de trilling af aan de open ruimte. Voor een uniforme staaf in een stabiele toestand met geïsoleerde zijkanten en alleen de twee uiteinden zijn blootgesteld, is de snelheid van de warmtestroom recht evenredig met het gebied van de warmteabsorptie en temperatuurgradiënt. De stabiele toestand is wanneer er thermisch evenwicht is tussen alle punten, wat betekent dat de temperatuur van een punt niet met de tijd varieert. Gassen en vloeistoffen vertonen ook geleiding, maar dit in de vorm van directe molecuulbotsingen. Ze trillen niet zoals vaste stoffen.
Wat is convectie?
Convectie is de terminologie die wordt gebruikt voor bulkbewegingen van vloeistoffen. In dit artikel wordt echter convectie aangenomen in de vorm van warmteconvectie. In tegenstelling tot geleiding kan convectie niet plaatsvinden in vaste stoffen. Convectie is het proces van energieoverdracht door directe materieoverdracht. Bij vloeistoffen en gassen zal bij verwarming vanaf de bodem de onderste laag van de vloeistof worden verwarmd. De verwarmde luchtlaag zet dan uit en is minder dicht dan de koele lucht; de hete luchtlaag stijgt op in de vorm van convectiestroom. Dan ervaart de volgende vloeistoflaag hetzelfde fenomeen. Ondertussen is de eerste heteluchtlaag nu afgekoeld en komt deze naar beneden. Dit effect creëert een geleidingslus, die continu de warmte van de onderste lagen naar de bovenste lagen afgeeft. Dit is een zeer belangrijk patroon in weersystemen. De warmte van het aardoppervlak wordt in dit mechanisme afgegeven aan de bovenste atmosfeer.
Wat is het verschil tussen geleiding en convectie?
• Geleiding vindt plaats in alle media, terwijl convectie niet mogelijk is in vaste stoffen.
• Convectie houdt de stroom van materie in massa's in, terwijl geleiding materie inhoudt die rond een vast punt trilt.
• In een gesloten systeem is warmteverlies door convectie niet mogelijk, maar warmteverlies door geleiding wel.
