Конвекция және радиация
Конвекция және сәулелену - жылу өрісінде талқыланатын екі процесс. Конвекция - қозғалатын бөлшектердің көмегімен жылуды беру әдісі. Радиация энергияны тасымалдау үшін бөлшектерді немесе ортаны қажет етпейді. Бұл процестердің екеуі де көптеген салаларда өте маңызды. Бұл ұғымдар жылу және термодинамика, атмосфералық ғылым, ауа райын талдау, климаттық талдау, сұйықтықтар механикасы және тіпті медицина ғылымдарында кеңінен қолданылады. Осы ұғымдарды көп қолданатын осындай салаларда озық болу үшін осы ұғымдарды дұрыс түсіну өте маңызды. Бұл мақалада біз конвекция мен сәулеленудің не екенін, олардың анықтамаларын, конвекция мен сәулеленудің қолданылуын, олардың ұқсастықтарын және конвекция мен сәулеленудің арасындағы айырмашылықты талқылаймыз.
Радиация дегеніміз не?
Электромагниттік сәулелену немесе әдетте сәулелену немесе ЭМ сәулелену ретінде белгілі жылу беру әдісі. Электромагниттік сәулеленуді алғаш рет Джеймс Клерк Максвелл ұсынған. Мұны кейінірек бірінші EM толқынын сәтті шығарған Генрих Герц растады. Максвелл электрлік және магниттік толқындардың толқындық формасын шығарды және бұл толқындардың жылдамдығын сәтті болжады. Бұл толқын жылдамдығы жарық жылдамдығының тәжірибелік мәніне тең болғандықтан, Максвелл де жарық, шын мәнінде, ЭМ толқындарының бір түрі екенін ұсынды. Электромагниттік толқындардың бір-біріне перпендикуляр және толқынның таралу бағытына перпендикуляр тербелетін электр өрісі де, магнит өрісі де болады. Барлық электромагниттік толқындардың вакуумдағы жылдамдығы бірдей. Электромагниттік толқынның жиілігі онда жинақталған энергияны анықтайды. Кейінірек кванттық механиканың көмегімен бұл толқындардың шын мәнінде толқындар пакеттері екендігі көрсетілді. Бұл пакеттің энергиясы толқын жиілігіне байланысты. Бұл толқындық өрісті ашты - материяның бөлшектердің дуальділігі. Енді электромагниттік сәулеленуді толқындар мен бөлшектер ретінде қарастыруға болатынын көруге болады. Абсолютті нөлден жоғары кез келген температураға орналастырылған нысан әрбір толқын ұзындығының ЭМ толқындарын шығарады. Фотондардың максималды саны шығарылатын энергия дене температурасына байланысты.
Конвекция дегеніміз не?
Конвекция – сұйықтықтардың көлемді қозғалысы үшін қолданылатын терминология. Дегенмен, бұл мақалада конвекция жылу конвекциясы түрінде қабылданады. Өткізгіштіктен айырмашылығы, конвекция қатты денелерде бола алмайды. Конвекция - энергияны тікелей зат алмасу арқылы беру процесі. Сұйықтар мен газдарда төменнен қызған кезде алдымен сұйықтықтың төменгі қабаты қызады. Содан кейін қыздырылған ауа қабаты кеңейеді; салқын ауаға қарағанда тығыздығы аз болғандықтан, ыстық ауа қабаты конвекциялық ток түрінде көтеріледі. Сонда келесі сұйықтық қабаты дәл осындай құбылыстарды бастан кешіреді. Осы уақытта бірінші ыстық ауа қабаты енді салқындап, ол төмен түседі. Бұл әсер төменгі қабаттардан алынатын жылуды жоғарғы қабаттарға үздіксіз жіберіп, өткізгіш ілмекті жасайды. Бұл ауа райы жүйелеріндегі өте маңызды үлгі. Бұл механизмде жер бетіндегі жылу атмосфераның жоғарғы қабатына жіберіледі.
Конвекция мен радиацияның айырмашылығы неде?
• Конвекция пайда болуы үшін қыздырылған дененің айналасында қозғалмалы бөлшектері бар орта болуы керек. Радиация ешқандай ортаны қажет етпейді.
• Радиацияның жылу беруі конвекциядан жылу беруден жылдамырақ.
• Конвекция әрқашан жылуды гравитациядан алыстатады, ал радиация барлық бағытта таралады.
