Vad är sambandet mellan strålning, konvektion och ledning?

Strålning, konvektion och ledning är tre olika sätt på vilka värme kan överföras.Konvektion och ledning kräver materia för att överföra värme.Strålning överför värme genom rymden i form av energi, som vågor.Även om dessa tre metoder för värmeöverföring involverar olika principer, kan de alla förstås baserat på värmeens fysik eller värmeenergi.

Material består av partiklar, som interagerar med varandra för att överföra termisk energi.När ett material med högre temperatur kommer i kontakt med ett material med lägre temperatur, flödar värme från det varmare till det kallare materialet.Denna process kommer att fortsätta tills de två materialen har samma temperatur och har nått ett tillstånd av termisk jämvikt.

I ledning kommer en varmare materia i kontakt med en kallare materia och värmeflöden från det varmare tillKallare region.Värmen utförs eftersom snabbt rörande partiklar av den hetare ämnet överför energi till de kallare, långsammare rörande molekylerna i den kallare ämnet.Förmågan hos ett material att utföra värme beror på dess molekylstruktur och konsistens.Till exempel är metaller bättre ledare av värme än trä, och fasta ämnen är bättre ledare av värme än vätskor.

Konvektion överför värme baserat på en annan princip för partikelrörelse.När partiklar har en stor mängd termisk energi, får denna energi dem att röra sig snabbare och spridas ut, vilket gör materialet mindre tätt.Partiklar i en kallare region har mindre energi och rör sig långsamt, vilket leder till större densitet.I vätskor och gaser resulterar denna princip i kallare regioner i det material som sjunker till botten, medan varmare regioner stiger till toppen.

En ström bildas av cirkulationen av vätska eller gas i detta mönster.Detta kallas en konvektionsström.I atmosfären sjunker till exempel kall luft medan varm luft stiger, vilket ger cirkulation.

Den tredje metoden för värmeöverföring, strålning, kräver oavsett och beror inte på samspelet mellan partiklar.Ett exempel är solstrålning.Värme från solen når jorden trots att han reser genom rymdvakuumet.När det gäller strålning finns termisk energi i form av vågor.Det är en typ av elektromagnetisk strålning, som synligt ljus.

Atomer absorberar strålningsenergin genom deras elektroner, som använder energin för att flytta till en högre nivå inom atomen.Denna energi kan släppas ut igen när elektronen faller till sin ursprungliga nivå.Temperaturen på ett objekt i närvaro av strålning beror på hur mycket energi den absorberar jämfört med hur mycket den släpper ut, så ett objekt som absorberar mer energi än det avger kommer att stiga i temperaturen.