Η βασική διαφορά μεταξύ εξάχνωσης και μεταφοράς θερμότητας είναι ότι η εξάχνωση είναι μια αλλαγή στην κατάσταση της ύλης ενώ η μεταφορά θερμότητας είναι μια αλλαγή στην κατάσταση της ενέργειας.
Η εξάχνωση και η μεταφορά θερμότητας είναι δύο θέματα που συζητάμε στην ενέργεια και την κατάσταση της ύλης. Αυτές οι έννοιες είναι πολύ σημαντικές στη μελέτη πεδίων όπως η θερμοδυναμική, η μετάβαση της ύλης, η παραγωγή ενέργειας και η μεταφορά ισχύος, και σχεδόν σε κάθε μηχανικό σύστημα. Επομένως, η σαφής κατανόηση αυτών των εννοιών είναι σημαντική προκειμένου να διαπρέψετε στα παραπάνω πεδία.
Τι είναι η Εξάχνωση;
Η εξάχνωση είναι η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης της ύλης απευθείας από στερεή σε αέρια χωρίς να περάσει από υγρή φάση. Συνήθως, όταν θερμαίνουμε ένα στερεό στο σημείο τήξης του, αυτό θα αλλάξει τη φάση του σε υγρό. Όταν το υγρό θερμαίνεται περαιτέρω μέχρι το σημείο βρασμού του, θα αλλάξει την κατάσταση σε αέριο. Αυτό δεν συμβαίνει με την εξάχνωση. Η εξάχνωση είναι η διαδικασία άμεσης αλλαγής της κατάστασης από στερεό σε αέριο.
Εικόνα 01: Εξάχνωση ξηρού πάγου
Μπορούμε να παρατηρήσουμε αυτή τη διαδικασία μόνο σε ειδικές καταστάσεις σε ειδικά υλικά. Η καθαρή ναφθαλίνη είναι ένα τόσο εξαχνωτικό υλικό. Μια άλλη ουσία που εξαχνώνεται είναι το στερεό διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι επίσης γνωστό ως ξηρός πάγος. Οι κρύσταλλοι ιωδίου, ο πάγος και το χιόνι συμπεριφέρονται ως υλικό εξάχνωσης υπό ορισμένες συνθήκες. Το ομιχλώδες αέριο που εξελίσσεται από ένα παγάκι εξαχνώνει τον πάγο.
Τι είναι η μεταφορά θερμότητας;
Πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε την έννοια της θερμότητας για να κατανοήσουμε την έννοια της μεταφοράς θερμότητας. Η θερμική ενέργεια, ή θερμότητα, είναι μια μορφή εσωτερικής ενέργειας ενός συστήματος. Η θερμική ενέργεια είναι η αιτία της θερμοκρασίας ενός συστήματος. Εμφανίζεται λόγω των τυχαίων κινήσεων των μορίων του συστήματος. Κάθε σύστημα που έχει θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν έχει θετική θερμική ενέργεια. Τα ίδια τα άτομα δεν περιέχουν καμία θερμική ενέργεια. Όμως, τα άτομα έχουν κινητικές ενέργειες. Όταν αυτά τα άτομα συγκρούονται μεταξύ τους και τα τοιχώματα του συστήματος, απελευθερώνουν θερμική ενέργεια ως φωτόνια. Η θέρμανση ενός τέτοιου συστήματος θα αυξήσει τη θερμική ενέργεια του συστήματος. Όσο υψηλότερη είναι η θερμική ενέργεια του συστήματος, τόσο μεγαλύτερη είναι η τυχαιότητα του συστήματος.
Εικόνα 2: Μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας
Η παραπάνω εικόνα δείχνει τις τέσσερις κύριες μεθόδους μεταφοράς θερμότητας: εξάτμιση, αγωγή, συναγωγή, ακτινοβολία. Η μεταφορά θερμότητας είναι η κίνηση της θερμότητας από το ένα μέρος στο άλλο. Όταν δύο συστήματα, τα οποία έρχονται σε θερμική επαφή, βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, η θερμότητα από το αντικείμενο στην υψηλότερη θερμοκρασία θα ρέει στο αντικείμενο με χαμηλότερη θερμοκρασία έως ότου οι θερμοκρασίες εξισωθούν. Μια διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι απαραίτητη για μια αυθόρμητη μεταφορά θερμότητας. Μετράμε τον ρυθμό μεταφοράς θερμότητας σε watt ενώ η ποσότητα θερμότητας μετριέται σε joule. Η μονάδα watt ισούται με "τζάουλ ανά μονάδα χρόνου".
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ εξάχνωσης και μεταφοράς θερμότητας;
Η εξάχνωση είναι η διαδικασία αλλαγής της κατάστασης της ύλης απευθείας από στερεό σε αέριο χωρίς να περάσει από υγρή φάση. Η μεταφορά θερμότητας είναι η κίνηση της θερμότητας από το ένα μέρος στο άλλο. Η βασική διαφορά μεταξύ της εξάχνωσης και της μεταφοράς θερμότητας είναι ότι η εξάχνωση είναι μια αλλαγή στην κατάσταση της ύλης, ενώ η μεταφορά θερμότητας είναι μια αλλαγή στην κατάσταση της ενέργειας. Εκτός από αυτό, η θερμότητα μπορεί να μετατραπεί σε άλλες μορφές ενέργειας και στη συνέχεια να μεταφερθεί, αλλά στην εξάχνωση δεν είναι δυνατή καμία τέτοια αλλαγή. Επιπλέον, η εξάχνωση είναι επίσης μια μεταφορά θερμότητας από τη στερεά κατάσταση της ύλης στην αέρια κατάσταση της ύλης.
Ακολουθεί η συγκριτική περίληψη της διαφοράς μεταξύ εξάχνωσης και μεταφοράς θερμότητας.
Σύνοψη – Εξάχνωση έναντι μεταφοράς θερμότητας
Η εξάχνωση σχετίζεται άμεσα με τη μεταφορά θερμότητας επειδή περιλαμβάνει τη μεταφορά της θερμότητας μιας ουσίας που μεταφέρεται από τη μια φάση στην άλλη φάση της ύλης. Η βασική διαφορά μεταξύ εξάχνωσης και μεταφοράς θερμότητας είναι ότι η εξάχνωση είναι μια αλλαγή της κατάστασης της ύλης ενώ η μεταφορά θερμότητας είναι μια αλλαγή της κατάστασης ενέργειας.
