Konvekce

La konvekce Jde o děj, který se vyskytuje v přírodě, při kterém dochází k přenosu tepla mezi kapalinou, plynnými látkami nebo kapalinou s kapalinou, pevnou látkou a kapalinou atd. Všechny tyto kombinace jsou možné, když mluvíme o tomto procesu výměny tepla, při kterém obě tělesa, bez ohledu na jejich skupenství, budou mít různé teploty. Konvekce je důležitý proces v meteorologii, který zahrnuje přenos tepla mezi vzduchovými hmotami. Pokud se chcete o těchto atmosférických jevech dozvědět, možná vás budou zajímat i informace o konvekční proudy a chladné počasí a horko.

Chcete vědět více o konvekci? V tomto článku vysvětlíme vše o tom.

Přenos tepla

Přenos tepla je hlavní věc v konvekci. Nezáleží na stavu každého těla, Dokud je patrný teplotní rozdíl, může dojít ke konvekci. Jedná se o proces, který využíváme k ohřevu vody v hrnci. Když se dvě tělesa při různých teplotách setkají, nastane to, co známe jako tepelný tok. Je to tělo s nejvyšší teplotou, které předává teplo nejméně.

To je jeden z důvodů, proč když položíme ruku ke sporáku, cítíme teplo. Kamna toto teplo nepřenáší. Existují také další procesy přenosu tepla, jako je záření a vedení, které jsou vysvětleny ve spojení s konvekcí, takže je také později přezkoumáme.

Kapaliny i plyny jsou považovány za kapaliny. Pohyb jejich molekul je zodpovědný za to, že teplo je schopné vytvořit tok mezi dvěma tělesy. Špatná tepelná vodivost znamená, že hmota musí být nucena odebírat nebo vydávat teplo. K tomu ochlazuje nebo ohřívá pevné látky nebo kapaliny. Tento princip je zásadní pro pochopení toho, jak jevy jako např vznik tajfunu a jak vlny veder ovlivňují.

V kotlích se používá výměník tepla. To se skládá z kovové trubky, ve které cirkuluje voda. Venku budeme mít plyn o velmi vysokých teplotách. Prostřednictvím konvekčního procesu bude plyn schopen předat své teplo kovové trubce a voda jej přijme vedením. Trubice se zahřívá a předává teplo vodě proudící jiným směrem. Tato voda se po přijetí tepla konvekcí zahřívá, až se změní na páru. Více o vztahu mezi teplem a teplotou se také můžete dozvědět na tomto odkazu: vztah mezi teplem a teplotou.

Související článek:

Jak zachránit tepelně namáhané korály

Řízení

Jedním z nejčastěji diskutovaných témat, pokud jde o energii, je přímý i nepřímý přenos tepla. V domácích elektrických spotřebičích používáme k přenosu tepla nebo chladu topení a klimatizaci. Tato zařízení mají také své energetické ztráty. Globální mezi množstvím energie, kterou používáme, a kterou ztrácíme se kvalifikuje jako energetická účinnost a je to důležitá proměnná, kterou je třeba zohlednit v konečné ceně produktu.

Řízení je proces, kterému každý snadno rozumí. Je o přenos tepla mezi dvěma body, které mají různé teploty. K tomuto přenosu dochází bez jakékoli výměny hmoty mezi nimi. Jednoduchý příklad je: máme kovovou tyč s jedním koncem na 80 stupňů a druhým při pokojové teplotě. Pokud neexistuje žádný jiný vnější vliv, dojde k přenosu tepla vedením z horkého konce na studený konec. To způsobí, že se studený konec nakonec zahřeje. Netřeba dodávat, že vodivost zcela závisí na typu materiálu, o kterém mluvíme. Není totéž mluvit o kovové tyči jako o dřevěné. Vodivost je prvek, který je třeba vzít v úvahu v tomto fyzikálním procesu výměny energie.

Související článek:

Vlny veder ve Španělsku: Rostoucí fenomén a jeho důsledky

Záření

Dalším procesem, při kterém dochází k výměně tepla, je záření. Silně ji používáme také v domácnosti. Je to teplo, které tělo vydává na základě své teploty, ale bez jakéhokoli kontaktu mezi těly. Viděli jsme, že ve vedení musí existovat tření mezi tělesy nebo prodlužování tepla stejným tělesem. Co nemohlo být, byla výměna hmoty. V takovém případě se může teplejší tělo zahřát na chlad, aniž by se ho dotklo.

V tomto typu procesu uvidíme výměnu tepla prostý fakt, že tělo je teplejší než jiné. Aby bylo možné tento proces vnímat, nejžhavější těleso musí mít velmi vysokou teplotu. Jednoduchý příklad toho lze vidět v létě, když jdete na pláž. Když necháte zaparkované auto a uběhnou hodiny, vrátíte se pro něco, a když se dotknete kovu dveří, popálíte se, protože je tak horké. Slunce je velmi daleko, přesto je schopno předat teplo do auta radiací. Je také zajímavé vědět, jak to souvisí s meteorologickými jevy, jako jsou mraky tohoto typu cumulonimbus a jak vlny veder může tyto mraky ovlivnit.

V případě záření bereme v úvahu také typ materiálu, se kterým jednáme. Dřevěný povrch se zahřívá, ale kvůli svým izolačním vlastnostem není schopen akumulovat tolik tepla.

Související článek:

Dopad a pozadí zářijové vlny veder ve Španělsku

Typy konvekce

Jakmile jsme vysvětlili možné přenosy tepla, které existují, budeme počítat typy existujících konvekcí. K přenosu tepla konvekcí může dojít několika způsoby a jsou to:

• Nucené: Provádí se prostřednictvím ventilátoru, v případě vzduchu, nebo čerpadla, v případě vody, ve kterém se kapalina pohybuje horkou zónou a teplo se přenáší do studené zóny.
• Přírodní: nastává, když kapalina získává teplo z horké zóny a mění svou hustotu. To způsobí, že se pohybuje směrem k nejchladnější oblasti, kde se vzdá svého tepla.

Pro lepší pochopení různých typů konvekce si uveďme příklad. Pokud zapneme radiátor, musíme počkat, až se teplota zvýší. Pokud položíme ruku na radiátor na krátkou vzdálenost, uvidíme, že proudění vzduchu je zcela přirozené, protože horký vzduch má tendenci stoupat. Okolní vzduch se ohřívá a jeho hustota klesá, takže váží méně. Tak proudí nahoru a umožňuje vzduchu znovu procházet a neustále se obnovovat. Pokud vás také zajímá, jak na vás působí konvektivní deště, můžete si přečíst více na konvekční deště a jak dochází k vlnám veder.

Související článek:

Vlny veder 2023 ve Španělsku: Dopad a důsledky

Doufám, že vám tyto informace pomohou dozvědět se více o konvekci a přenosu tepla.