Pangunahing Pagkakaiba - Convection vs. Conduction

Koneksyon at pagpapadaloy ay parehong mekanismo ng paglipat ng init. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng kombeksyon at pagpapadaloy ay iyon, in kombeksyon, ang init ay inililipat sa pamamagitan ng isang daloy ng masa ng materyal habang, sa pagpapadaloy, ang init ay inililipat sa pamamagitan ng mga banggaan ng mga maliit na butil bumubuo sa materyal.

Ano ang Conduction

Ang mga partikulo na bumubuo sa bagay ay palaging gumagalaw. Kapag tumaas ang temperatura, ang mga maliit na butil ay may mas malalaking mga lakas na kinetic, at dahil dito ay nag-vibrate ito na may mas malalaking amplitude. Sa panahon ng pagpapadaloy, ang isang nanginginig na maliit na butil ay kumakatok sa isang kalapit na maliit na butil, na nagbibigay ng enerhiya sa maliit na butil na iyon. Ang maliit na butil na ito ngayon ay nanginginig na may mas malaking amplitude, at maaari itong mabangga sa isa pang kalapit na atomo, na nagbibigay ng lakas. Ang proseso ng paglipat ng enerhiya na ito ay maaaring magpatuloy mula sa isang dulo ng isang bagay hanggang sa kabilang dulo. Dahil ang isang pagtaas ng lakas na gumagalaw ng pisikal na mga particle ay pisikal na manifests bilang isang pagtaas sa temperatura, ang unti-unting pagtaas sa mga kinetic enerhiya ng mga particle kasama ang bagay ay sinamahan ng isang unti-unting pagtaas ng temperatura kasama ang bagay. Ang prosesong ito, kung saan ang init ay inililipat bilang isang resulta ng mga banggaan ng maliit na butil ay tinatawag pagpapadaloy.

Ang kakayahan ng isang materyal na maglipat ng init sa pamamagitan ng pagpapadaloy ay nailalarawan sa pamamagitan ng kondaktibiti nito. Ang rate ng paglipat ng init,

o ang kasalukuyang init, sa pagitan ng dalawang mga bagay na may pagkakaiba sa temperatura ng

ay binigay ni

kung saan

at

ay ang cross-sectional area at ang haba ng conductor na naglilipat ng init ayon sa pagkakabanggit. Ang sulat

ay ang thermal conductivity, sinusukat sa mga yunit ng W m^-1 K^-1.

Tulad ng nakikita mula sa equation, ang rate ng paglipat ng init ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura at ang cross-sectional area ng conductor, at baligtad na proporsyonal sa haba ng conductor. Ang halaga ng thermal conductivity ay nakasalalay sa mga microscopic na katangian ng materyal. Ang mga metal ay mahusay na conductor ng thermal dahil naglalaman ang mga ito ng maraming bilang ng mga libreng electron na malayang makabangga upang mailipat ang enerhiya. Pansamantala, ang mga ions na bumubuo ng lattice ay nag-vibrate tungkol sa mga nakapirming posisyon ay sumalpok din at naglilipat ng init. Gayunpaman, ang mga libreng electron ay responsable para sa karamihan ng paglipat ng init sa mga metal.

Ano ang Convection

Ang kombeksyon ay ang mekanismo ng paglipat ng init sa mga materyales sa pamamagitan ng isang daloy ng masa ng materyal. Dito, upang mailipat ang init, ang mga bahagi ng materyal mismo ay gumagalaw - ibig sabihin mayroong paglipat ng masa sa loob ng materyal. Karaniwan, ang kombeksyon ay nangyayari sa mga likido. Gayunpaman, ang mga epekto ng kombeksyon ay maaaring makita minsan sa mga solido, tulad ng sa kaso ng plate tectonics. Ipinapakita ng diagram sa ibaba ang mga pattern ng pag-ikot ng kombeksyon na nabuo ng singaw na tumataas mula sa isang tasa ng kape:

Ang mga alon ng kombeksyon na nagsisimula nang bumuo ng singaw na umaangat mula sa isang tasa ng mainit na likido

Ang kombeksyon ay isang kumplikadong proseso at walang simpleng equation na ganap na naglalarawan dito. Gayunpaman, maaari naming magamit ang isang approximation para sa mga kaso kung saan ang isang likido ay pinainit gamit ang isang solidong ibabaw. Para sa mga kasong ito, ang rate ng paglipat ng init

ay binigay ni,

kung saan

ay ang ibabaw na lugar na kung saan ang init ay inililipat,

ay ang temperatura ng solid,

ay ang temperatura ng hangin.

ay kilala bilang ang convective heat transfer coefficient. Ang koepisyent na ito ay nakasalalay sa isang bilang ng mga pag-aari kabilang ang density, lapot, at ang rate ng daloy ng likido. Ang yunit para sa convective heat transfer coefficient ay W m^-2 K^-1.

Tandaan na ang mga likido na naglilipat ng init sa pamamagitan ng kombeksyon ay naglilipat din ng init sa pamamagitan ng pagpapadaloy. Kung ang pagpapadaloy ay napaka epektibo, maiiwasan nito ang pagbuo ng mga convectional na alon at hadlangan ang convective heat transfer. Kung ang nangingibabaw na mekanismo ng paglipat ng init ay pagpapadaloy o kombeksyon para sa isang likido ay maaaring matagpuan sa pamamagitan ng pagkalkula ng isang bilang na kilala bilang Number ni Rayleigh.

Ang diagram sa ibaba ay naglalarawan ng mga kaso kung saan ang bawat isa sa tatlong uri ng mekanismo ng paglipat ng init ay nangingibabaw.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng tatlong pangunahing mekanismo ng paglipat ng init na isinalarawan: ang pagkakaiba sa pagitan ng kombeksyon at radiation ay sakop sa isa pang artikulo.

Pagkakaiba sa Pagitan ng Convection at Conduction

Mekanismo

Pag-uugali naglilipat ng init sa pamamagitan ng paglipat ng lakas na gumagalaw sa panahon ng mga banggaan sa pagitan ng mga nanginginig na mga particle.

Koneksyon naglilipat ng init sa pamamagitan ng paggalaw ng mga partikulo na bumubuo sa materyal.

Materyal

Pag-uugali ay karaniwang nangingibabaw na mekanismo ng paglipat ng init sa mga solido.

Koneksyon ay karaniwang nangingibabaw na mekanismo ng paglipat ng init sa mga likido.

Larawan Kagandahang-loob

"Convection" ni Rebecca Siegel (Sariling gawain) [CC BY 2.0], sa pamamagitan ng flickr

"ไทย: http://www.roasterproject.com/2010/01/heat-transfer-the-basics/" ni Kmecfiunit (Sariling gawain) [CC BY-SA 3.0], sa pamamagitan ng Wikimedia Commons