Ledning, konvektion og stråling: 3 typer varmeoverførsel

Ledning, konvektion og stråling er de tre former for varmeoverførsel. Varme er den energi, der passerer fra en krop eller et system til et andet.

Varmeoverførsel sker kun, når der er en forskel i temperatur mellem to ting.

Under ledning opstår varmeoverførsel, når et legeme eller et objekt er i kontakt med et andet.

Konvektion produceres derimod ved bevægelse af gasser eller væsker ved forskellige temperaturer.

På sin side er stråling en overførsel af varme uden at legemerne er i kontakt. Derfor sker dette gennem udstråling af energi gennem elektromagnetiske bølger.

Et eksempel, der illustrerer dette, ville være en gryde med kogende vand: ilden varmer gryden op (stråling), grydenes metal opvarmer vandet (ledning), og det varme vand stiger som et resultat af varmen (konvektion).

Kørsel	Konvektion	Stråling
Definition	Form for varmeoverførsel ved kontakt.	Form for varmeoverførsel ved bevægelse af stof.	Form for varmeoverførsel af elektromagnetiske bølger.
Overfør retning	Fra højeste til laveste temperatur
Mekanisme	Bevægelse af atomer i en krop	Bevægelse af gasser og væsker efter temperaturforskel	Formering af elektromagnetiske bølger i rummet
Eksempler	Håndtaget på en aluminiumsgryde på en brændende komfur	Varmeanlæg til hjemmet	Solens varme

Hvad er varmeledning?

Ledning er en form for varmeoverførsel, der opstår, når to kroppe er i kontakt, eller når varme passerer fra den ene side af den samme krop til den anden. For eksempel, hvis vi varmer den ene ende af en jernstang op, opvarmes den anden ende efter et stykke tid på trods af ikke at være i direkte kontakt med varmekilden.

Mekanismen for varmeoverførsel ved ledning er baseret på atomernes bevægelse. Når temperaturen stiger, bevæger atomer sig hurtigere og skubber også nærliggende atomer og overfører varme til dem.

Materialers evne til at lede varme kaldes termisk ledningsevne. For eksempel har luft lav ledningsevne ligesom træ.

På den anden side har metaller, såsom aluminium og jern, høj varmeledningsevne. Disse materialer er meget effektive til at lede varme, da de har frie elektroner, der overfører energi hurtigere fra varme områder til kolde områder af kroppen.

Eksempler på varmeledning

• Støbejern stegepande på en brændende brænder: Varmen fra brænderen varmer gryden, som leder varmen til resten af ​​gryden og indholdet i den.
• Smeltet is i hånden: hvis vi lægger en is i hånden, smelter den på grund af ledning af kropsvarme.
• Varme fødder i sandet: hvis vi går gennem det varme sand med bare fødder på en varm dag på stranden, vil vi efter et stykke tid føle, at vi bliver brændt af ledningen af ​​sandets varme ved vores fødder.
• Kop varm kaffe: ved at hælde varm kaffe (eller anden varm drik) i en kop, over tid vil vi føle varmen i vores hænder. Derfor har kopperne et håndtag, så vi kan få fat i det uden at brænde os selv.
• Strygning af tøj: Strygejernet, der bruges til at fjerne rynker fra tøjet, opvarmes og leder varme, når det kommer i kontakt med tøjet.
• Termometeret: Dette instrument bruges til at måle temperaturen, fordi det modtager eller overfører varme ved ledning fra det objekt eller det stof, det er i kontakt med.
• Metal ske mod træske: en træske leder varm varme dårligt, mens metalskeen opvarmes hurtigt. Derfor kan vi blande maden med træskeen, men når vi spiser suppen, bruger vi en metalske.

Hvad er varmekonvektion?

Konvektion er den form for varmeoverførsel, der produceres ved bevægelse af væsker og gasser fra varme områder til kolde områder. Når en væske opvarmes, bliver den mindre tæt og får den til at stige.

Det er takket være konvektionsprocessen, at der dannes skyer: vanddamp og varm luft på jordens overflade stiger og kondenseres derefter som skyer i højderne. Denne type konvektion er naturlig eller fri uden indblanding af eksterne kræfter.

På den anden side opstår tvungen konvektion, når en kraft påføres for at flytte væsken. Dette sker, når vi bruger ventilatorer til at flytte varm luft i et rum, eller når vi flytter indholdet af en gryde over brænderen.

Eksempler på varmekonvektion

• Varmesystemer til hjemmet: luften, der er i kontakt med et varmesystem, opvarmes og rejser sig derefter og fortrænger den kolde luft og forårsager træk.
• Jordens indre varme: Jordens kerne er varm og flydende, hvorfor der produceres konvektionsstrømme, der forårsager jordskælv og vulkanudbrud.
• Væsken i lagertankene- I rørene til et solvarmer opvarmes væsken og bliver mindre tæt, hvilket flytter varmen til de køligere væsker.
• Konvektionsovn: den varme luft inde i ovnen cirkulerer takket være en blæser, der får maden til at bage mere jævnt.
• Kogende vand i en gryde: Når vi lægger vand i en gryde på en brændende komfur, stiger det varme vand i bunden og tvinger bevægelsen af ​​det kolde vand fra overfladen.
• Hårtørrer: kold luft kommer ind i tørretumbleren, opvarmes ved at passere gennem en modstand og blæser varm luft gennem dysen.
• Havstrømme: havene i havene holdes i konstant bevægelse ved konvektion, det varme vand i troperne bevæger sig mod polerne.
• Luftballoner eller varmluftballoner: Ved opvarmning af luften bliver den mindre tæt, den bliver fanget inde i ballonens stof og får den til at flyde. Af denne grund åbnes et vindue, der lader den varme luft slippe for at gå ned.

Hvad er varmestråling?

Stråling er overførsel af varme uden kontakt mellem objekter. Dette sker gennem elektromagnetiske bølger, såsom synligt lys, ultraviolet og infrarødt, der bevæger sig gennem rummet. Tilstedeværelsen af ​​materiale er ikke påkrævet for at varmestråling skal forekomme.

Kropper udsender varme ved stråling, men de absorberer også varme afhængigt af temperaturforskellen. Faktisk er de kroppe, der absorberer det bedste, også gode emitterende stoffer. For eksempel absorberer en sort overflade stråling bedre, men den udsender også mere end en hvid overflade.

Således afhænger emissionen af ​​kroppens temperatur, jo højere temperaturen er, desto større er emissionen af ​​varme.

Driften af ​​en termokande er baseret på koncentrering af varmestrålingen indeni. En termokande er bygget med en dobbelt væg af glas uden luft imellem dem for at undgå varmetab ved ledning eller konvektion. Den sølvfarvede indre væg reflekterer stråling uden at absorbere den, så drikken forbliver varm længere.

Eksempler på termisk stråling

• Solens varme: Jorden modtager varme fra solen ved stråling.
• Varmt sand på en strand: på en sommerdag opvarmes solstråling sandet.
• Gløder af et bål: når vi nærmer os et bål eller en pejs, afgiver de brændende kul strålevarme.
• Solovn: solens stråler rammer en overflade, der opvarmer luften.
• Infrarødt termometer: måler en legems stråling i det infrarøde område og repræsenterer den som temperatur.
• Termiske kameraer: varmekameraer registrerer varmen fra legemer, der udsendes af stråling.
• Solarium: garvning senge er baseret på emission af ultraviolette stråler, der fremmer garvning af huden. Dens anvendelse er begrænset af dispositionen for hudskader.

Du kan også være interesseret i at vide:

• Forskel mellem varme og temperatur.
• Typer af energi