Conduzione vs Convezione | Cos'è la conduzione? Cos'è la convezione?
Conduzione e convezione sono due fenomeni incontrati in calore e termodinamica. Questi due concetti sono molto importanti quando si tratta di comprendere il trasferimento di calore. La radiazione insieme alla conduzione e alla convezione costituiscono le tre forme di trasferimento di calore. Campi come la termodinamica, i motori termici, i sistemi meteorologici artificiali, la meteorologia e persino la nostra fisiologia dipendono dai principi di conduzione e convezione. È fondamentale avere una buona comprensione della conduzione e della convezione insieme alle radiazioni per avere una buona comprensione di questi campi. In questo articolo, discuteremo cosa sono conduzione e convezione, il motivo di conduzione e convezione, le loro somiglianze, quali sono gli incidenti quotidiani che possiamo osservare a causa di conduzione e convezione, le loro somiglianze e infine le loro differenze.
Cos'è la conduzione?
La conduzione è definita come il trasferimento di energia termica tra regioni della materia a causa di un gradiente di temperatura. La conduzione può avvenire in qualsiasi materiale, ma per quanto riguarda la pratica, la conduzione viene applicata solo ai solidi. Quando i solidi vengono riscaldati, gli atomi e le molecole all'interno del solido vibrano a causa dell'energia cinetica ricevuta dal riscaldamento, le collisioni di questi atomi vibranti con gli atomi vicini fanno vibrare gli atomi vicini, quindi le vibrazioni vengono trasferite all' altra estremità del solido. Gli atomi sulla superficie del solido rilasciano l'energia dalla vibrazione allo spazio aperto. Per uno stelo uniforme in uno stato stazionario con i lati isolati e solo le due estremità sono esposte, la portata del flusso di calore è direttamente proporzionale all'area di assorbimento del calore e al gradiente di temperatura. Lo stato stazionario è quando c'è equilibrio termico tra tutti i punti, il che significa che la temperatura di un punto non varia nel tempo. Anche gas e liquidi mostrano conduzione, ma questa è sotto forma di collisioni molecolari dirette. Non vibrano come i solidi.
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 riscaldato dal basso, lo strato inferiore del fluido verrà riscaldato. Lo strato d'aria riscaldata 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 conduzione e convezione?
• La conduzione avviene in tutti i mezzi, mentre la convezione non è possibile nei solidi.
• La convezione implica il flusso di materia in massa mentre la conduzione implica la vibrazione della materia attorno a un punto fisso.
• In un sistema chiuso, la perdita di calore per convezione non è possibile, ma è possibile la perdita di calore per conduzione.
