Obsah
Pokud jste již zvedli kovovou rukojeť pánve, která se ohřívá nad ohněm, zažili jste bolestivý přenos tepla. Existují čtyři způsoby, jak je teplo přenášeno z jednoho objektu na druhý: vedení, záření, konvekce a průnik. Teplo téměř vždy proudí z objektu s nejvyšší teplotou na nejnižší teplotu a mění vnitřní energii obou během procesu. Hlavní rozdíl mezi konvekcí a průchodem je směr směny.
Konvekční přenos tepla
Přenos tepla konvekcí zahrnuje přenos tepla pohybem částic v médiu. Toto médium musí být plyn nebo kapalina, která umožňuje pohyb. Konvekce vždy přenáší teplo ve svislé rovině a tento pohyb se spouští změnami v hustotě média, a tedy vztlakem. Zahřáté částice expandují a snižují hustotu; tyto částice se pak stávají dynamičtějšími než okolní částice, což je činí vzestupnými. Když se zvednou, teplo se přenese na chladnější části umístěné nad nimi.
Příklady konvekce
Při zahřívání pánve vody dochází k přenosu tepla konvekcí. Molekuly vody vedle zdroje tepla expandují. Tato expanze snižuje jejich hustotu a začíná růst; to je to, co dělá vodu v hrnci. Atmosféra také poskytuje příklad přenosu tepla konvekcí. Když je vzduchový balíček zahříván sluneční energií - přenos tepla sáláním - vzduchový balíček se rozšiřuje a snižuje jeho hustotu. To zvyšuje jeho vztlak a způsobuje vzestup v atmosféře; to vytváří nestabilní atmosféru s vertikálním prouděním vzduchu.
Přenos tepla
Přenos tepla se liší od konvekce, protože pohyb tepla je omezen na horizontální rovinu. Tento typ přenosu není napájen změnami v hustotě, ale vyžaduje vnější sílu, jako jsou větrné nebo vzduchové proudy, aby se částice vytlačily z média. Jak se částice pohybují vodorovně v systémech, které jsou teplejší nebo chladnější, teplo se přenáší.
Příklady postupu
Hlavním příkladem prostupu tepla je pohyb front počasí. Tato čela představují masy studeného nebo horkého vzduchu, pohybující se horizontálně větrem na povrchu; když tyto vzduchové hmoty zjistí, že vzduch je teplejší nebo chladnější, dochází k výměně tepla mezi systémy. Oceánské proudy jsou dalším příkladem přenosu tepla pomocí protékání. Namísto vertikálního proudění proudí horká nebo studená voda v horizontálních směrech; protože tyto vody se ovlivňují s teplejšími nebo chladnějšími oblastmi vody, teplo je mezi nimi vyměňováno.
Další druhy přenosu tepla
Zbývající typy přenosu tepla jsou: vedení a záření. Přenosy vedením tepla z jednoho objektu do druhého jsou prováděny bez pohybu; teplo se přenáší z jedné molekuly do druhé. K tomuto typu přenosu tepla dochází pouze v pevných látkách; příkladem je páka horké pánve. Přenos tepla přes záření zahrnuje přenos tepla elektromagnetickými vlnami energie. Příkladem záření je sluneční světlo; když vlny zasáhnou jiné částice, začnou vibrovat nebo zahřívat.