Συγαγωγή εναντίον Ακτινοβολίας
Η μεταφορά και η ακτινοβολία είναι δύο διαδικασίες που συζητούνται στο πεδίο της θερμότητας. Η συναγωγή είναι η μέθοδος μεταφοράς θερμότητας χρησιμοποιώντας κινούμενα σωματίδια. Η ακτινοβολία δεν απαιτεί σωματίδια ή μέσο για τη μεταφορά ενέργειας. Και οι δύο αυτές διαδικασίες είναι πολύ σημαντικές σε πολλούς τομείς. Αυτές οι έννοιες χρησιμοποιούνται ευρέως στη θερμότητα και τη θερμοδυναμική, την ατμοσφαιρική επιστήμη, την ανάλυση καιρού, την κλιματική ανάλυση, τη μηχανική ρευστών και ακόμη και τις ιατρικές επιστήμες. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε σωστή κατανόηση αυτών των εννοιών προκειμένου να διαπρέψουμε σε τέτοιους τομείς, στους οποίους γίνεται έντονη χρήση αυτών των εννοιών. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η μεταφορά και η ακτινοβολία, οι ορισμοί τους, οι εφαρμογές της μεταφοράς και της ακτινοβολίας, οι ομοιότητές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ μεταφοράς και ακτινοβολίας.
Τι είναι η ακτινοβολία;
Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ή κοινώς γνωστή ως ακτινοβολία ή ακτινοβολία EM είναι μια μέθοδος μεταφοράς θερμότητας. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προτάθηκε για πρώτη φορά από τον James Clerk Maxwell. Αυτό επιβεβαιώθηκε αργότερα από τον Heinrich Hertz, ο οποίος παρήγαγε με επιτυχία το πρώτο κύμα EM. Ο Maxwell εξήγαγε την κυματομορφή για τα ηλεκτρικά και μαγνητικά κύματα και προέβλεψε με επιτυχία την ταχύτητα αυτών των κυμάτων. Δεδομένου ότι αυτή η ταχύτητα κύματος ήταν ίση με την πειραματική τιμή της ταχύτητας του φωτός, ο Maxwell πρότεινε επίσης ότι το φως ήταν, στην πραγματικότητα, μια μορφή κυμάτων ΗΜ. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν και ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο που ταλαντώνονται κάθετα μεταξύ τους και κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης του κύματος. Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν την ίδια ταχύτητα στο κενό. Η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος καθορίζει την ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτό. Αργότερα αποδείχθηκε χρησιμοποιώντας την κβαντομηχανική ότι αυτά τα κύματα είναι, στην πραγματικότητα, πακέτα κυμάτων. Η ενέργεια αυτού του πακέτου εξαρτάται από τη συχνότητα του κύματος. Αυτό άνοιξε το πεδίο της δυαδικότητας κύματος-σωματιδίου της ύλης. Τώρα μπορεί να φανεί ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να θεωρηθεί ως κύματα και σωματίδια. Ένα αντικείμενο, το οποίο βρίσκεται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν, θα εκπέμπει ΗΜ κύματα κάθε μήκους κύματος. Η ενέργεια, την οποία ο μέγιστος αριθμός φωτονίων που εκπέμπονται, εξαρτάται από τη θερμοκρασία του σώματος.
Τι είναι η Συναγωγή;
Η μεταφορά είναι η ορολογία που χρησιμοποιείται για τις μαζικές μετακινήσεις υγρών. Ωστόσο, σε αυτό το άρθρο, η μεταφορά θεωρείται ότι έχει τη μορφή μεταφοράς θερμότητας. Σε αντίθεση με την αγωγιμότητα, η μεταφορά δεν μπορεί να λάβει χώρα στα στερεά. Συναγωγή είναι η διαδικασία μεταφοράς ενέργειας μέσω άμεσης μεταφοράς ύλης. Στα υγρά και τα αέρια, όταν θερμαίνονται από τον πυθμένα, το κάτω στρώμα του ρευστού θα θερμαίνεται πρώτα. Το στρώμα θερμού αέρα στη συνέχεια διαστέλλεται. όντας λιγότερο πυκνό από τον ψυχρό αέρα, το στρώμα θερμού αέρα ανεβαίνει με τη μορφή ρεύματος μεταφοράς. Τότε το επόμενο ρευστό στρώμα βιώνει τα ίδια φαινόμενα. Εν τω μεταξύ, το πρώτο στρώμα θερμού αέρα έχει πλέον κρυώσει και θα κατέβει. Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί έναν βρόχο αγωγιμότητας, απελευθερώνοντας συνεχώς τη θερμότητα που λαμβάνεται από τα κάτω στρώματα στα ανώτερα στρώματα. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό μοτίβο στα καιρικά συστήματα. Η θερμότητα από την επιφάνεια της γης απελευθερώνεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα με αυτόν τον μηχανισμό.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Συναγωγής και Ακτινοβολίας;
• Για να συμβεί συναγωγή, πρέπει να υπάρχει ένα μέσο με κινητά σωματίδια γύρω από το θερμαινόμενο σώμα. Η ακτινοβολία δεν απαιτεί κανένα μέσο.
• Η μεταφορά θερμότητας από την ακτινοβολία είναι ταχύτερη από τη μεταφορά θερμότητας από τη μεταφορά.
• Η μεταφορά μεταφέρει πάντα τη θερμότητα μακριά από τη βαρύτητα, ενώ η ακτινοβολία εκπέμπεται προς κάθε κατεύθυνση.
