კონდუქცია, კონვექცია და გამოსხივება: 3 ტიპის სითბოს გადაცემა

კონდუქცია, კონვექცია და გამოსხივება სითბოს გადაცემის სამი ფორმაა. სითბო არის ენერგია, რომელიც ერთი სხეულიდან ან სისტემიდან მეორეში გადადის.

სითბოს გადაცემა ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ტემპერატურაში განსხვავებაა ორ რამეს შორის.

კონდუქციის დროს, სითბოს გადაცემა ხდება მაშინ, როდესაც ერთი სხეული ან ობიექტი კონტაქტშია მეორესთან.

კონვექცია წარმოიქმნება გაზების ან სითხეების სხვადასხვა ტემპერატურაზე გადაადგილებით.

თავის მხრივ, გამოსხივება არის სითბოს გადაცემა, სხეულების კონტაქტის გარეშე. ამიტომ, ეს ხდება ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით ენერგიის გამოყოფის გზით.

მაგალითი, რომელიც ასახავს ამას, შეიძლება იყოს მდუღარე წყლის ქვაბი: ცეცხლი ათბობს ქვაბს (გამოსხივება), ქოთნის ლითონი ათბობს წყალს (გამტარობა) და სითბოს შედეგად ცხელი წყალი იზრდება (კონვექცია).

მართვის მოწმობა	კონვექცია	გამოსხივება
განმარტება	სითბოს გადაცემის ფორმა კონტაქტით.	სითბოს გადაცემის ფორმა მატერიის მოძრაობით.	ელექტრომაგნიტური ტალღების მიერ სითბოს გადაცემის ფორმა.
გადაცემის მიმართულება	მაღალიდან დაბალ ტემპერატურაზე
მექანიზმი	ატომების მოძრაობა სხეულში	გაზების და სითხეების მოძრაობა ტემპერატურის სხვაობის მიხედვით	ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელება სივრცეში
მაგალითები	ალუმინის ქოთნის სახელური წვაზე	შიდა გათბობის სისტემები	მზის სიცხე

რა არის სითბოს გამტარობა?

გამტარობა არის სითბოს გადაცემის ფორმა, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც ორი სხეული კონტაქტშია ან როდესაც სითბო ერთი და იმავე სხეულის ერთი მხრიდან გადადის მეორეზე. მაგალითად, თუკი ჩვენ გავათბობთ რკინის ჯოხის ერთ ბოლოს, მეორე ბოლო გაცხელდება გარკვეული პერიოდის შემდეგ, მიუხედავად იმისა, რომ სითბოს წყაროსთან უშუალო კონტაქტში არ არის.

გამტარობით სითბოს გადაცემის მექანიზმი ემყარება ატომების მოძრაობას. ტემპერატურის მატებასთან ერთად ატომები უფრო სწრაფად მოძრაობენ და მეზობელ ატომებსაც უბიძგებენ და სითბოს გადასცემენ მათ.

მასალების სითბოს გადატანის უნარი ცნობილია როგორც თერმული კონდუქტომეტრული. მაგალითად, ჰაერს აქვს დაბალი გამტარობა, ისევე როგორც ხე.

მეორეს მხრივ, მეტალებს, როგორიცაა ალუმინის და რკინის, აქვთ მაღალი თერმული კონდუქტომეტრული. ეს მასალები ძალიან ეფექტურია სითბოს გატარებაში, რადგან მათ აქვთ თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც ენერგიას უფრო სწრაფად გადააქვთ ცხელი ადგილებიდან სხეულის ცივ ადგილებში.

სითბოს გამტარობის მაგალითები

• თუჯის ტაფა დაწვაზე: სანთურისგან მიღებული სითბო აცხელებს ტაფას, რომელიც სითბოს ატარებს დანარჩენ ტაფაზე და შიგთავსში.
• მდნარი ყინული ხელში: თუ ყინულს ხელით ჩავუშვებთ, ის სხეულის სითბოს გატარების გამო დნება.
• ცხელი ფეხები ქვიშაში: ცხელ დღეს სანაპიროზე, თუ ცხელ ქვიშას შიშველი ფეხებით გავდივართ, რამდენიმე ხნის შემდეგ ვიგრძნობთ, რომ დაგვაწვა ფეხებში ქვიშის სითბოს გატარება.
• ცხელი ფინჯანი ყავა: ცხელი ყავის (ან სხვა ცხელი სასმელის) ფინჯანში ჩაყრით, დროთა განმავლობაში ჩვენს ხელში სითბოს ვიგრძნობთ. ამიტომ ჭიქებს აქვს სახელური, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია ავიღოთ იგი თავის დაწვის გარეშე.
• საუთაო ტანსაცმელი: ტანსაცმელიდან ნაოჭების მოსაშორებლად გამოყენებული რკინა ათბობს და ატარებს სითბოს ტანსაცმელთან შეხებისას.
• თერმომეტრი: ეს ინსტრუმენტი გამოიყენება ტემპერატურის გასაზომად, რადგან იგი იღებს ან გადასცემს სითბოს იმ ობიექტის ან ნივთიერების გამტარობით, რომელთანაც იგი კონტაქტშია.
• ლითონის კოვზი ხის კოვზის საწინააღმდეგოდ: ხის კოვზი ცუდად ატარებს სითბოს, ხოლო ლითონის კოვზი სწრაფად თბება. ამიტომ შეგვიძლია საჭმელი შევურიოთ ხის კოვზს, მაგრამ წვნიანის მიღებისას ლითონის კოვზს ვიყენებთ.

რა არის სითბოს კონვექცია?

კონვექცია არის სითბოს გადაცემის ფორმა, რომელიც წარმოიქმნება სითხეებისა და გაზების გადაადგილებით ცხელი ადგილებიდან ცივ ადგილებში. როდესაც სითხე თბება, ის ნაკლებად მკვრივი ხდება, რის შედეგადაც ის იზრდება.

კონვექციის პროცესის წყალობით წარმოიქმნება ღრუბლები: წყლის ორთქლი და ცხელი ჰაერი დედამიწის ზედაპირზე იზრდება და შემდეგ იკუმშება, როგორც ღრუბლები სიმაღლეებზე. ამ ტიპის კონვექცია არის ბუნებრივი ან თავისუფალი, გარე ძალების ჩარევის გარეშე.

მეორეს მხრივ, იძულებითი კონვექცია ხდება მაშინ, როდესაც ძალა ხორციელდება სითხის გადასაადგილებლად. ეს ხდება, როდესაც ვენტილატორებს ვიყენებთ ოთახში ცხელი ჰაერის გადასაადგილებლად, ან როდესაც ქოთნის შინაარსი გადავდგით სანთურზე.

სითბოს კონვექციის მაგალითები

• შიდა გათბობის სისტემები: გათბობის სისტემასთან შეხების ჰაერი თბება, შემდეგ იწევს და ცივი ჰაერი გადაადგილდება, რაც იწვევს ნახაზებს.
• დედამიწის შიდა სითბო: დედამიწის ბირთვი არის ცხელი და სითხე, რის გამოც წარმოიქმნება კონვექციური დენები, რომლებიც მიწისძვრებსა და ვულკანების ამოფრქვევას იწვევს.
• სითხე შენახვის ავზებში- მზის გამათბობლის მილებში სითხე თბება და ხდება ნაკლებად მკვრივი, რაც სითბოს გადააქვს გამაგრილებელ სითხეებში.
• კონვექციური ღუმელიღუმელში მყოფი ცხელი ჰაერი ცირკულირებს გულშემატკივართა წყალობით, რაც საჭმელს უფრო თანაბრად აცხობს.
• ქვაბში მდუღარე წყალი: როდესაც ქვაბში ჩავდოთ წყალი დაწვაზე, ღუმელში ცხელი წყალი იზრდება, რაც ცივი წყლის გადაადგილებას აიძულებს ზედაპირიდან.
• Თმის საშრობი: ცივი ჰაერი საშრობში შედის, თბება წინააღმდეგობის გავლით და ცხელ ჰაერს აფეთქებს საქშენში.
• ოკეანის დინებები: ოკეანეების წყლები მუდმივი მოძრაობით ინახება კონვექციით, ტროპიკების თბილი წყალი პოლუსებისკენ მოძრაობს.
• საჰაერო ბურთები ან ცხელი ჰაერის ბუშტები: ჰაერის გათბობით, იგი ნაკლებად მკვრივი ხდება, ის ხვდება ბუშტის ქსოვილის შიგნით, რის შედეგადაც ხდება მისი ცურვა. ამ მიზეზით, ჩასასვლელად იხსნება ფანჯარა, რომელიც საშუალებას აძლევს ცხელ ჰაერს გაექცეს.

რა არის სითბოს გამოსხივება?

გამოსხივება არის სითბოს გადაცემა ობიექტებს შორის კონტაქტის გარეშე. ეს ხდება ელექტრომაგნიტური ტალღების, მაგალითად, ხილული სინათლის, ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი საშუალებით, რომლებიც სივრცეში მოძრაობენ. მასალის არსებობა არ არის საჭირო სითბოს გამოსხივების წარმოსაქმნელად.

სხეულები გამოსხივებით გამოყოფენ სითბოს, მაგრამ ისინი ასევე იწოვენ სითბოს, რაც დამოკიდებულია ტემპერატურის სხვაობაზე. სინამდვილეში, სხეულები, რომლებიც საუკეთესოდ ითვისებენ, ასევე კარგი გამომშვებია. მაგალითად, შავი ზედაპირი უკეთესად შთანთქავს რადიაციას, მაგრამ ის უფრო მეტს გამოსცემს, ვიდრე თეთრ ზედაპირს.

ამრიგად, ემისია დამოკიდებულია სხეულის ტემპერატურაზე, რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით უფრო მეტია სითბოს გამოყოფა.

თერმოსის მოქმედება ემყარება სითბოს გამოსხივების შიგნით კონცენტრირებას. თერმოსი აშენებულია მინის ორმაგი კედლით, მათ შორის ჰაერის გარეშე, რათა თავიდან იქნას აცილებული სითბოს დაკარგვა გამტარობით ან კონვექციით. ვერცხლის შიდა კედელი ასახავს გამოსხივებას შთანთქმის გარეშე, ამიტომ სასმელი უფრო მეტხანს რჩება ცხელი.

თერმული გამოსხივების მაგალითები

• მზის სიცხე: დედამიწა მზისგან სითბოს იღებს რადიაციით.
• ცხელი ქვიშა სანაპიროზე: ზაფხულის დღეს მზის რადიაცია ათბობს ქვიშას.
• კოცონის ცეცხლი: როდესაც კოცონს ან ბუხარს მივუახლოვდებით, დამწვარი ნახშირები გამოსხივების სითბოს გამოყოფენ.
• მზის ღუმელი: მზის სხივები ჰაერს ათბობს ზედაპირზე.
• ინფრაწითელი თერმომეტრი: ზომავს სხეულის გამოსხივებას ინფრაწითელი დიაპაზონში და წარმოადგენს მას, როგორც ტემპერატურას.
• თერმული კამერები: თერმული გამოსახულების კამერები აფიქსირებენ რადიაციისგან გამოყოფილ სხეულთა სითბოს.
• სათრიმლავი საწოლები: სათრიმლავი საწოლები ემყარება ულტრაიისფერი სხივების ემისიას, რაც ხელს უწყობს კანის გარუჯვას. მისი გამოყენება შეზღუდულია კანის დაზიანების მიდრეკილებით.

შეიძლება დაგაინტერესოთ იცოდეთ:

• სხვაობა სითბოს და ტემპერატურას შორის.
• ენერგიის სახეები