Konvektion vs strålning
Konvektion och strålning är två processer som diskuteras på värmeområdet. Konvektion är metoden för att överföra värme med hjälp av rörliga partiklar. Strålning kräver inga partiklar eller ett medium för att överföra energi. Båda dessa processer är mycket viktiga inom många områden. Dessa begrepp används i stor utsträckning inom värme och termodynamik, atmosfärsvetenskap, väderanalys, klimatanalys, strömningsmekanik och till och med medicinsk vetenskap. Det är viktigt att ha en ordentlig förståelse för dessa begrepp för att kunna utmärka sig inom sådana områden, som har stor användning av dessa begrepp. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad konvektion och strålning är, deras definitioner, tillämpningar av konvektion och strålning, deras likheter och slutligen skillnaden mellan konvektion och strålning.
Vad är strålning?
Elektromagnetisk strålning eller allmänt känd som strålning eller EM-strålning är en metod för värmeöverföring. Elektromagnetisk strålning föreslogs först av James Clerk Maxwell. Detta bekräftades senare av Heinrich Hertz som framgångsrikt producerade den första EM-vågen. Maxwell härledde vågformen för elektriska och magnetiska vågor och förutspådde framgångsrikt hastigheten på dessa vågor. Eftersom denna våghastighet var lika med det experimentella värdet av ljusets hastighet, föreslog Maxwell också att ljus i själva verket var en form av EM-vågor. Elektromagnetiska vågor har både ett elektriskt fält och ett magnetfält som oscillerar vinkelrätt mot varandra och vinkelrätt mot vågens utbredningsriktning. Alla elektromagnetiska vågor har samma hastighet i vakuum. Frekvensen för den elektromagnetiska vågen avgör energin som lagras i den. Senare visades det med hjälp av kvantmekanik att dessa vågor i själva verket är paket av vågor. Energin i detta paket beror på vågens frekvens. Detta öppnade vågfältet – materias partikeldualitet. Nu kan man se att elektromagnetisk strålning kan betraktas som vågor och partiklar. Ett föremål, som placeras i valfri temperatur över den absoluta nollpunkten, kommer att avge EM-vågor av varje våglängd. Den energi som det maximala antalet fotoner emitterade beror på kroppens temperatur.
Vad är konvektion?
Konvektion är den terminologi som används för bulkrörelser av vätskor. Men i den här artikeln anses konvektion vara i form av värmekonvektion. Till skillnad från ledning kan konvektion inte ske i fasta ämnen. Konvektion är processen att överföra energi genom direkt materiaöverföring. I vätskor och gaser, när det värms upp från botten, kommer det undre lagret av vätskan att värmas upp först. Det uppvärmda luftskiktet expanderar sedan; eftersom den är mindre tät än den kalla luften, stiger varmluftsskiktet i form av konvektionsström. Sedan upplever nästa vätskeskikt samma fenomen. Samtidigt kyls det första varmluftslagret ner, och det kommer ner. Denna effekt skapar en ledningsslinga som kontinuerligt frigör värmen som tas från de nedre skikten till de övre skikten. Detta är ett mycket viktigt mönster i vädersystem. Värmen från jordens yta frigörs till den övre atmosfären i denna mekanism.
Vad är skillnaden mellan konvektion och strålning?
• För att konvektion ska uppstå måste ett medium med rörliga partiklar finnas runt den uppvärmda kroppen. Strålning kräver inget medium.
• Värmeöverföringen från strålning är snabbare än värmeöverföringen från konvektion.
• Konvektion leder alltid bort värmen från gravitationen, medan strålning sänds ut i alla riktningar.
