Wat is het verband tussen straling, convectie en geleiding?

Straling, convectie en geleiding zijn drie verschillende manieren waarop warmte kan worden overgedragen.Convectie en geleiding vereisen materie om warmte over te dragen.Straling draagt warmte over de ruimte in de vorm van energie, als golven.Hoewel deze drie methoden voor warmteoverdracht verschillende principes met zich meebrengen, kunnen ze allemaal worden begrepen op basis van de fysica van warmte of thermische energie.

Materie bestaat uit deeltjes, die met elkaar interageren om thermische energie over te dragen.Wanneer een materiaal met een hogere temperatuur in contact komt met een materiaal met een lagere temperatuur, stroomt warmte van het heter naar het koudere materiaal.Dit proces zal doorgaan totdat de twee materialen op dezelfde temperatuur zijn en een staat van thermisch evenwicht hebben bereikt.

In geleiding komt een heter stuk materie in contact met een kouder stuk materie en warmte van het heter naar deKoudere regio.De warmte wordt uitgevoerd omdat snel bewegende deeltjes van de heter materie-overdrachtsenergie naar de koudere, langzamere bewegende moleculen van de koudere materie.Het vermogen van een materiaal om warmte te leiden, hangt af van de moleculaire structuur en consistentie.Metalen zijn bijvoorbeeld betere warmtegeleiders dan hout, en vaste stoffen zijn betere warmtegeleiders dan vloeistoffen.

convectie draagt warmte over op basis van een ander principe van deeltjesbeweging.Wanneer deeltjes een grote hoeveelheid thermische energie bezitten, zorgt deze energie ervoor dat ze sneller bewegen en verspreiden, waardoor het materiaal minder dicht wordt.Deeltjes in een kouder gebied hebben minder energie en bewegen langzaam, wat leidt tot een grotere dichtheid.In vloeistoffen en gassen resulteert dit principe in koudere gebieden van het materiaal dat naar de bodem zinkt, terwijl heter gebieden naar de bovenkant stijgen.

Een stroom wordt gevormd door de circulatie van vloeistof of gas in dit patroon.Dit wordt een convectiestroom genoemd.In de atmosfeer, bijvoorbeeld, zinkt de koude lucht terwijl de warme lucht stijgt en de circulatie produceert.

De derde methode voor warmteoverdracht, straling, vereist niet en hangt niet af van de interactie van deeltjes.Een voorbeeld is zonnestraling.Warmte van de zon bereikt de aarde ondanks het reizen door het vacuüm van de ruimte.In het geval van straling bestaat thermische energie in de vorm van golven.Het is een soort elektromagnetische straling, zoals zichtbaar licht.

Atomen absorberen de energie van straling door hun elektronen, die de energie gebruiken om naar een hoger niveau binnen het atoom te gaan.Deze energie kan opnieuw worden uitgezonden wanneer het elektron op zijn oorspronkelijke niveau valt.De temperatuur van een object in aanwezigheid van straling hangt af van hoeveel energie het absorbeert versus hoeveel het uitzendt, dus een object dat meer energie absorbeert dan het uitzendt, zal in temperatuur stijgen.