Sự khác biệt giữa dẫn và đối lưu

Sự thay đổi năng lượng giữa hai hệ thống (cơ thể) do nhiệt độ khác nhau của chúng được gọi là truyền nhiệt. Quá trình truyền nhiệt từ cơ thể này sang cơ thể khác diễn ra một cách tự nhiên, từ nơi ấm hơn (nhiệt độ cao hơn) đến cơ thể lạnh hơn (nhiệt độ thấp hơn). Nếu không có nguyên nhân nào khác, trạng thái của các hệ thống quan sát sẽ thay đổi cho đến khi cân bằng nhiệt được thiết lập. Về nguyên tắc, có ba chế độ truyền nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ.

Dẫn là gì?

Dẫn nhiệt là một cách chuyển động nhiệt đặc trưng cho vật liệu rắn, mặc dù nó xuất hiện (nhưng với cường độ không đáng kể) trong chất lỏng. Điều này có nghĩa là dẫn truyền là một quá trình truyền nhiệt qua môi trường mà không vận chuyển khối lượng. Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các phần khác nhau của hệ thống, quá trình truyền nhiệt diễn ra qua đó năng lượng truyền từ khu vực (cơ thể) có nhiệt độ cao hơn vào khu vực có dải nhiệt độ thấp hơn. Năng lượng được truyền từ hạt này sang hạt khác, tức là nhiệt di chuyển từ đầu này sang đầu kia, trong khi chất (hệ, cơ thể) không hoạt động. Sự dẫn điện diễn ra trong các vật thể cứng không dẫn điện đồng nhất, và nó được thực hiện bằng cách truyền nhiệt từ hạt này sang hạt khác, mà không có bất kỳ chuyển động rõ ràng nào. Tương tự, điều tương tự xảy ra trong một cơ thể cứng đồng nhất, mờ, chẳng hạn như thủy tinh và thạch anh, trong khi một số nhiệt cũng được thực hiện với bức xạ. Theo lý thuyết động học phân tử, phương pháp truyền nhiệt này được thực hiện do sự va chạm của các phân tử. Các phân tử trong cơ thể ấm hơn có tốc độ cao hơn và khi bị va chạm, vận tốc (nhiệt độ) của chúng giảm xuống, trong khi các phân tử chậm hơn (lạnh hơn) sẽ nhanh hơn. Đặc tính của vật liệu biểu thị cường độ chuyển động nhiệt qua vật liệu được gọi là hệ số dẫn nhiệt - λ (W / m ° C) và nó là thước đo mức độ dẫn nhiệt của vật liệu tốt và nó ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt vận tốc. Lượng nhiệt Q sẽ được truyền qua bằng cách dẫn qua tấm đồng nhất có thể được tính theo công thức sau:

Đối lưu là gì?

Đối lưu là sự truyền nhiệt được thực hiện bằng cách lưu thông hoặc di chuyển các hạt ấm sang không gian mát hơn. Đây là một khái niệm trực quan khác bởi vì chúng ta biết rằng không khí ấm hoặc nước tăng lên. Với chu vi, các hạt lạnh hơn được dịch chuyển (tráo đổi) với các hạt ấm hơn. Các hạt lạnh sau đó được làm nóng lên và quá trình tiếp tục tạo ra dòng chảy đối lưu. Chuyển giao đối lưu xảy ra giữa các bức tường bên ngoài của cơ thể và môi trường cũng như giữa các bức tường bên trong với cơ thể và môi trường bên trong. Trong trường hợp đối lưu sự truyền nhiệt diễn ra dọc theo ranh giới của vật rắn và chất lỏng bao quanh nó. Loại truyền nhiệt này chỉ xảy ra nếu chất lỏng đang di chuyển. Quá trình chuyển động nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ của cơ thể rắn và chất lỏng di chuyển xung quanh cơ thể đó. Khi chuyển động của chất lỏng được gây ra, ví dụ, bởi một máy trộn, hoặc một máy bơm có máy thở, sự đối lưu bị buộc. Nếu không thì là tự nhiên. Lượng nhiệt truyền trong đơn vị thời gian trên một khu vực Fz (lưu lượng nhiệt) được xác định trên cơ sở biểu thức:   Ở đâu: 
hệ số truyền nhiệt bằng nhiệt độ đối lưu, t¹, t² chất lỏng 'và nhiệt độ cơ thể, F² - bề mặt cơ thể được bao phủ bởi chất lỏng.
Quá trình đối lưu trong chất lỏng luôn được theo sau với sự truyền nhiệt qua sự dẫn, bởi vì các hạt luôn tiếp xúc trực tiếp với nhau.

Sự khác biệt giữa dẫn và đối lưu

1) Định nghĩa về dẫn và đối lưu

Dẫn nhiệt là một cơ chế truyền nhiệt qua vật liệu rắn. Dẫn điện như một quá trình thể hiện sự trao đổi động năng của các phân tử trong các va chạm lẫn nhau của chúng. Trong sự va chạm của các phân tử, động năng được trao đổi, theo đó các phân tử nhanh hơn có động năng cao hơn và nhiệt lớn hơn tạo ra một phần nhiệt cho các phân tử chậm hơn có mức nhiệt thấp hơn. Đối lưu là một cơ chế truyền nhiệt gián tiếp. Tùy thuộc vào nhiệt độ của cơ thể rắn và chất lỏng, một trong số chúng sẽ cho (ấm hơn), và cái còn lại (làm mát) sẽ nhận được năng lượng nhiệt. Tốc độ di chuyển của chất lỏng càng lớn thì sự đối lưu càng tăng.

2) Nguyên nhân dẫn và đối lưu

Dẫn điện xảy ra do sự khác biệt nghe, trong khi có sự khác biệt mật độ trong trường hợp đối lưu.

3) Sự xuất hiện của dẫn và đối lưu

Sự dẫn điện chỉ xảy ra trong chất rắn (truyền năng lượng trực tiếp). Đối lưu xảy ra bởi dòng năng lượng trong chất lỏng.

Dẫn so với đối lưu: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt về dẫn và đối lưu

• Truyền nhiệt xảy ra mọi lúc có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm trong một số môi trường. Sự truyền này là một năng lượng nhiệt truyền qua do hậu quả của chênh lệch nhiệt độ.
• Dẫn điện là sự truyền năng lượng trực tiếp từ hạt của vật chất (rắn hoặc lỏng) từ mức năng lượng tăng lên, đến các hạt ở mức năng lượng thấp hơn, là kết quả của sự tương tác giữa các hạt.
• Đối lưu là sự truyền năng lượng giữa bề mặt của vật liệu và chất lỏng được trải trên / dưới vật liệu hoặc trong chính chất lỏng (chất lỏng hoặc khí). Sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến sự khác biệt về mật độ chất lỏng, gây ra sự di chuyển của các phân tử, theo đó các phần nóng có khối lượng nhỏ hơn tăng lên, trong khi các phần lạnh thì ngược lại. Những chuyển động này dẫn đến sự cân bằng nhiệt độ. Trong vật lý, quá trình này được gọi là chuyển động Brown Brown.