Convezione vs Radiazioni
Convezione e irraggiamento sono due processi discussi nel campo del calore. La convezione è il metodo per trasferire il calore utilizzando particelle in movimento. Le radiazioni non richiedono particelle o un mezzo per trasferire energia. Entrambi questi processi sono molto importanti in numerosi campi. Questi concetti sono ampiamente utilizzati in calore e termodinamica, scienze dell'atmosfera, analisi meteorologiche, analisi del clima, meccanica dei fluidi e persino scienze mediche. È fondamentale avere una comprensione adeguata di questi concetti per eccellere in tali campi, che hanno un uso massiccio di questi concetti. In questo articolo, discuteremo cosa sono la convezione e la radiazione, le loro definizioni, le applicazioni di convezione e radiazione, le loro somiglianze e infine la differenza tra convezione e radiazione.
Cos'è la radiazione?
La radiazione elettromagnetica o comunemente nota come radiazione o radiazione EM è un metodo di trasferimento del calore. La radiazione elettromagnetica è stata proposta per la prima volta da James Clerk Maxwell. Ciò è stato successivamente confermato da Heinrich Hertz che ha prodotto con successo la prima onda EM. Maxwell ha derivato la forma d'onda per le onde elettriche e magnetiche e ha predetto con successo la velocità di queste onde. Poiché questa velocità d'onda era uguale al valore sperimentale della velocità della luce, Maxwell propose anche che la luce fosse, in effetti, una forma di onde EM. Le onde elettromagnetiche hanno sia un campo elettrico che un campo magnetico oscillanti perpendicolari tra loro e perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda. Tutte le onde elettromagnetiche hanno la stessa velocità nel vuoto. La frequenza dell'onda elettromagnetica decide l'energia immagazzinata in essa. Successivamente è stato dimostrato utilizzando la meccanica quantistica che queste onde sono, in effetti, pacchetti di onde. L'energia di questo pacchetto dipende dalla frequenza dell'onda. Questo ha aperto il campo della dualità onda-particella della materia. Ora si può vedere che la radiazione elettromagnetica può essere considerata come onde e particelle. Un oggetto, che si trova a qualsiasi temperatura al di sopra dello zero assoluto, emetterà onde EM di ogni lunghezza d'onda. L'energia, che è il numero massimo di fotoni emessi, dipende dalla temperatura del corpo.
Cos'è la convezione?
Convezione è la terminologia utilizzata per i movimenti di massa dei fluidi. Tuttavia, in questo articolo, la convezione è considerata sotto forma di convezione di calore. A differenza della conduzione, la convezione non può avvenire nei solidi. La convezione è il processo di trasferimento di energia attraverso il trasferimento diretto di materia. Nei liquidi e nei gas, quando viene riscaldato dal basso, lo strato inferiore del fluido verrà riscaldato per primo. Lo strato d'aria riscaldato si espande quindi; essendo meno denso dell'aria fredda, lo strato di aria calda sale sotto forma di corrente di convezione. Quindi lo strato fluido successivo sta vivendo gli stessi fenomeni. Nel frattempo, il primo strato di aria calda si è ora raffreddato e scenderà. Questo effetto crea un anello di conduzione, rilasciando continuamente il calore prelevato dagli strati inferiori agli strati superiori. Questo è un modello molto importante nei sistemi meteorologici. Il calore dalla superficie terrestre viene rilasciato nell'atmosfera superiore in questo meccanismo.
Qual è la differenza tra convezione e radiazione?
• Affinché si verifichi la convezione, è necessario che attorno al corpo riscaldato sia presente un mezzo con particelle mobili. Le radiazioni non richiedono alcun mezzo.
• Il trasferimento di calore per irraggiamento è più veloce del trasferimento di calore per convezione.
• La convezione allontana sempre il calore dalla gravità, mentre la radiazione viene emessa in ogni direzione.
