Om du någonsin har tagit tag i krukans metallhandtag som värms upp över ett lägereld har du smärtsamt upplevt värmeöverföring. Det finns fyra sätt på vilka värme överförs från ett objekt till ett annat: ledning, strålning, konvektion och advektion. Värme flyter nästan alltid från det högre temperaturobjektet till det nedre, vilket ändrar den inre energin hos båda objekten i processen. Den primära skillnaden mellan konvektions- och advektionsvärmeöverföringar är utbytesriktningen.

Konvektionsvärmeöverföring

Konvektionsvärmeöverföring innebär överföring av värme genom rörelse av mediets partiklar. Detta medium måste vara en gas eller en vätska, vilket möjliggör rörelse. Konvektion överför alltid värme i vertikalplanet. Denna rörelse drivs av variationer i mediets densitet och därmed flytkraft. Uppvärmda partiklar expanderar, vilket får dem att minska i densitet; dessa partiklar blir mer flytande än omgivande partiklar, vilket får dem att stiga. När de stiger, överförs deras värme till svalare delar av mediet som ligger ovanför dem.

Exempel på konvektion

Konvektionsvärmeöverföring sker när en vattenkärl värms upp. Som vattenmolekylerna närmast värmekällan varma, expanderar de. Denna expansion sänker deras densitet och de börjar stiga; det här är det som orsakar att vatten i en kruka kokar. Atmosfären ger också ett exempel på konvektionsvärmeöverföring. När ett paket luft värms av solenergi - strålningsvärmeöverföring - expanderar luftpaketet, sänker dess densitet. Detta ökar sin flytkraft och medför att den stiger i atmosfären. Detta ger en instabil atmosfär med vertikalt luftflöde.

Advektionsvärmeöverföring

Advektionsvärmeöverföring skiljer sig från konvektion genom att värmeförflyttningen är begränsad till horisontalplanet. Denna typ av värmeöverföring drivs inte av variationer i densitet utan kräver snarare en yttre kraft, såsom vind eller strömmar, för att förskjuta partiklarnas partiklar. Eftersom partiklarna rör sig horisontellt i system som är hetare eller kallare, överförs värme.

Exempel på Advection

Det främsta exemplet på värmeöverföringen av advektion är rörelsen av meteorologiska fronter. Dessa fronter representerar luftmassor av kall eller varm luft som flyttas horisontellt över ytan av vindar; Eftersom dessa luftmassor möter varmare eller kallare luft växlas värme mellan systemen. Havsströmmar är ett annat exempel på värmeöverföringen av advektion. I stället för vertikalt rör sig strömmar varmt eller kallt vatten i horisontella riktningar. Eftersom dessa vatten interagerar med varmare eller kallare vattenområden växlas värme mellan dem.

Andra typer av värmeöverföring

De återstående typerna av värmeöverföringar är ledning och strålning. Conduction överför värme från ett objekt till ett annat utan rörelse; spen överförs från molekyl till molekyl. Denna typ av värmeöverföring sker endast i fasta ämnen; Handtaget på en hetpanna är ett exempel på ledning. Strålningsvärmeöverföring innebär överföring av värme genom elektromagnetiska vågor av energi. Ett exempel på strålning är solljus; när dessa vågor träffar andra partiklar, får de dem att vibrera eller värma.