Obsah
Ak ste už zdvihli kovovú rukoväť panvice ohrievanej nad ohňom, zažili ste bolestivý prenos tepla. Existujú štyri spôsoby, ktorými sa teplo prenáša z jedného objektu na druhý: vedenie, žiarenie, konvekcia a vyžarovanie. Teplo takmer vždy prúdi z objektu s najvyššou teplotou na najnižšiu teplotu, pričom počas procesu mení vnútornú energiu oboch. Hlavným rozdielom medzi konvekciou a vyžarovaním je smer výmeny.
Konvekčný prenos tepla
Prenos tepla konvekciou zahŕňa prenos tepla pohybom častíc v médiu. Toto médium musí byť plyn alebo kvapalina, ktorá umožňuje pohyb. Konvekcia vždy prenáša teplo vo vertikálnej rovine a tento pohyb je vyvolaný zmenami v hustote média, a teda vztlakom. Zahrievané častice expandujú a znižujú hustotu; tieto častice sa potom stávajú dynamickejšími ako okolité častice, čo spôsobuje ich vzostup. Keď stúpajú, teplo sa prenáša na chladnejšie časti, ktoré sa nachádzajú nad nimi.
Príklady konvekcie
Konvekčný prenos tepla nastáva, keď sa zohrieva panvica vody. Molekuly vody vedľa zdroja tepla expandujú. Toto rozšírenie znižuje ich hustotu a začína sa zvyšovať; to je to, čo robí vodu v hrnci varu. Atmosféra tiež poskytuje príklad prenosu tepla konvekciou. Keď sa vzduchový balík zohrieva slnečnou energiou - prenos tepla žiarením - vzduchový balík sa rozširuje a znižuje jeho hustotu. To zvyšuje jeho vztlak a spôsobuje, že sa zvyšuje v atmosfére; toto vytvára nestabilnú atmosféru s vertikálnym prúdením vzduchu.
Prenos tepla
Prenos tepla sa líši od konvekcie, pretože tepelný pohyb je obmedzený na horizontálnu rovinu. Tento typ prenosu nie je napájaný zmenami v hustote, ale vyžaduje externú silu, ako napríklad prúdenie vetra alebo vzduchu, na vytlačenie častíc z média. Keď sa častice pohybujú vodorovne v systémoch, ktoré sú teplejšie alebo chladnejšie, teplo sa prenáša.
Príklady postupu
Hlavným príkladom prenosu tepla je pohyb frontov počasia. Tieto čela predstavujú masy studeného alebo horúceho vzduchu, ktoré sa horizontálne pohybujú vetrom na povrchu; keď tieto vzduchové masy nájdu vzduch teplejší alebo chladnejší, teplo sa vymieňa medzi systémami. Oceánske prúdy sú ďalším príkladom prenosu tepla poradenstvom. Namiesto vertikálnych prúdov prúdi horúca alebo studená voda v horizontálnych smeroch; keďže tieto vody vzájomne pôsobia s teplejšími alebo chladnejšími oblasťami vody, teplo sa medzi nimi vymieňa.
Iné druhy prenosu tepla
Zostávajúce typy prenosu tepla sú: vedenie a žiarenie. Prevody vedením tepla z jedného objektu do druhého sa uskutočňujú bez pohybu; teplo sa prenáša z jednej molekuly do druhej. Tento typ prenosu tepla sa vyskytuje len v tuhých látkach; príkladom je držadlo horúcej panvice. Prenos tepla prostredníctvom žiarenia zahŕňa prenos tepla elektromagnetickými vlnami energie. Príkladom žiarenia je slnečné svetlo; keď vlny zasiahnu iné častice, začnú vibrovať alebo sa zahrievať.