Jaki jest związek między promieniowaniem, konwekcją i przewodnictwem?

Promieniowanie, konwekcja i przewodzenie to trzy różne sposoby przeniesienia ciepła.Konwekcja i przewodnictwo wymagają materii do przeniesienia ciepła.Promieniowanie przenosi ciepło w przestrzeni w postaci energii, jak fale.Chociaż te trzy metody przenoszenia ciepła obejmują różne zasady, wszystkie można zrozumieć na podstawie fizyki ciepła lub energii cieplnej.

Materia składa się z cząstek, które oddziałują ze sobą w celu przenoszenia energii cieplnej.Gdy materiał o wyższej temperaturze kontaktuje się z materiałem o niższej temperaturze, ciepło przepływa z cieplejszego do chłodniejszego materiału.Proces ten będzie kontynuowany, aż dwa materiały będą w tej samej temperaturze i osiągną stan równowagi termicznej.

W przewodnictwie, cieplejszy kawałek materii wchodzi w kontakt z zimniejszym kawałkiem materii, a ciepło przepływa z cieplejszych do pomiędzyzimniejszy region.Ciepło jest przeprowadzane, ponieważ szybko poruszające się cząstki cieplejszej materii przenoszą energię na chłodniejsze, wolniejsze cząsteczki chłodniejszej materii.Zdolność materiału do prowadzenia ciepła zależy od jego struktury molekularnej i konsystencji.Na przykład metale są lepszymi przewodnikami ciepła niż drewno, a ciałami stałymi są lepszymi przewodami ciepła niż ciecze.

Transfer konwekcji ciepło w oparciu o inną zasadę ruchu cząstek.Kiedy cząstki mają dużą ilość energii cieplnej, energia ta powoduje, że poruszają się szybciej i rozkładają się, czyniąc materiał mniej gęsty.Cząstki w zimniejszym obszarze mają mniej energii i poruszają się powoli, co prowadzi do większej gęstości.W płynach i gazach zasada ta powoduje zimniejsze obszary tonięcia materiału na dno, podczas gdy cieplejsze regiony wznoszą się na górę.

Prąd powstaje w wyniku krążenia płynu lub gazu w tym wzorze.Nazywa się to prądem konwekcyjnym.Na przykład w atmosferze zimne powietrze tonie, a ciepłe powietrze wzrasta, wytwarzając krążenie.

Trzecia metoda przenoszenia ciepła, promieniowania, wymaga bez względu na i nie zależy od interakcji cząstek.Przykładem jest promieniowanie słoneczne.Ciepło z słońca dociera do ziemi, pomimo przejechania przez próżnię przestrzeni.W przypadku promieniowania energia cieplna istnieje w postaci fal.Jest to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło widzialne. Atomy wchłaniają energię promieniowania przez ich elektrony, które wykorzystują energię do przejścia na wyższy poziom w atomie.Energię tę można ponownie emitować, gdy elektron spadnie na swój pierwotny poziom.Temperatura obiektu w obecności promieniowania zależy od tego, ile energii pochłania w porównaniu z tym, ile emituje, więc obiekt, który pochłania więcej energii niż emituje, wzrośnie temperatura.