Differenza tra convezione e radiazione
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Differenza principale - Convezione contro radiazioni
Convezione e radiazione sono entrambi meccanismi di trasferimento del calore. Permettono di trasportare l'energia termica da un luogo all'altro. Il differenza principale tra la convezione e la radiazione è quello la convezione è un meccanismo di trasferimento del calore che implica un flusso di massa di materiale. La radiazione, d'altra parte, è un trasferimento di calore usando l'energia elettromagnetica. Di conseguenza, la radiazione può trasferire calore attraverso il vuoto.
Cos'è la convezione
La convezione è il meccanismo del trasferimento di calore nei materiali attraverso il flusso di massa del materiale. Per condurre il calore, si muovono parti del materiale stesso - cioè c'è un trasferimento di massa all'interno del materiale. In genere, la convezione si verifica nei fluidi. Tuttavia, gli effetti della convezione possono essere visti a volte nei solidi, come nel caso della tettonica a placche. Esistono due tipi principali di convezione: naturale e costretto.
La convezione è un processo complesso e non esiste una semplice equazione che la descriva completamente. Tuttavia, possiamo fare uso di un'approssimazione per i casi in cui un fluido viene riscaldato usando una superficie solida. Per questi casi, la velocità di trasferimento del calore 
è dato da,
dove 
è l'area della superficie in cui viene trasferito il calore, 
è la temperatura del solido, 
è la temperatura dell'aria. 
è conosciuto come il coefficiente di trasferimento termico convettivo. Questo coefficiente dipende da un numero di proprietà tra cui la densità, la viscosità e la portata del fluido.
Convezione naturale
Nel convezione naturale, il flusso di materiali è causato da differenze di densità. Per esempio, consideriamo un bollitore d'acqua che viene riscaldato su una stufa. Mentre l'acqua si riscalda sul fondo del bollitore, si espande. Ciò significa che le molecole d'acqua sono ora poste più distanti, il che fa diminuire la densità dell'acqua sul fondo. Ora, l'acqua nella parte inferiore del bollitore è meno densa rispetto all'acqua nella parte superiore del bollitore. A causa della differenza di densità, l'acqua più calda dal fondo sale verso l'alto mentre l'acqua più fredda dalla parte superiore scende verso il basso. Il processo si ripete finché la parte superiore e quella inferiore hanno entrambe la stessa temperatura.
Il fluido caldo in aumento non può salire lungo la stessa linea in cui il fluido freddo sta affondando. Pertanto, il fluido deve muoversi orizzontalmente prima di salire / scendere per il ciclo successivo. Questo sistema celle di convezione nel fluido, come mostrato nello schema seguente.
Celle di convezione
La convezione naturale è responsabile delle correnti d'aria ed è anche uno dei principali fattori coinvolti nelle correnti oceaniche.
La convezione è anche un fattore importante nella tettonica a placche. Le parti interne del mantello terrestre sono più calde della parte esterna, e questo fa sì che le cellule di convezione vengano posizionate nel mantello. Il mantello è solido e il movimento del materiale all'interno del mantello è piuttosto lento, circa 20 mm all'anno.
Convezione nel manto della Terra
Convezione forzata
Convezione forzata si verifica quando il movimento del materiale viene spostato utilizzando un meccanismo esterno come l'utilizzo di un ventilatore o di una pompa. I riscaldatori del ventilatore sono un buon esempio per la convezione forzata. Nel corpo umano, il cuore agisce anche come una pompa responsabile della convezione forzata del calore attorno al corpo.
Cos'è la radiazione
Radiazione descrive il trasferimento di calore attraverso la radiazione elettromagnetica. A causa dell'energia cinetica, le molecole che compongono gli oggetti sono sempre in movimento. Questo fa sì che le cariche di quelle molecole si spostino, il che si traduce nella creazione di onde elettromagnetiche.
La velocità con cui un oggetto emette calore attraverso la radiazione è data dal Legge Stefan-Boltzmann:
dove è la superficie dell'oggetto e 
è la sua temperatura assoluta. 
è il Costante di Stefan-Boltzmann, 
.
La quantità 
è chiamato emissività. Richiede un valore compreso tra 0 e 1. è più alto per oggetti più scuri con superfici più scure, che emettono e assorbono bene le radiazioni. Le superfici lucide assorbono ed emettono molta meno radiazione e hanno un'emissività più vicina a 0. Una superficie ideale che sia sia un assorbitore perfetto che un emettitore di radiazione ha un'emissività pari a 1 ed è chiamata corpo nero.
Poiché l'oggetto emette radiazioni nei dintorni, lo è anche assorbente radiazioni dai dintorni. Se i dintorni sono a una temperatura di , la velocità netta a cui un corpo irradia calore è data da
Se 
c'è una radiazione termica netta dal corpo all'ambiente circostante.
Gli oggetti emettono alcune lunghezze d'onda della radiazione più di altri. In genere, più il corpo è caldo, più bassa è la lunghezza d'onda che viene emessa di più. Ad esempio, le stelle più calde dovrebbero avere un colore più blu (lunghezza d'onda minore) rispetto a quelle più fredde, più rosse (maggiore lunghezza d'onda). Per un corpo nero ideale a una temperatura assoluta , La legge di Wien dà la lunghezza d'onda 
che viene emesso di più:
A temperatura ambiente, la lunghezza d'onda primaria irradiata dai corpi è nell'intervallo infrarosso. Il grafico sottostante mostra la densità di energia di una data lunghezza d'onda irradiata da un corpo nero a diverse temperature differenti.
Radiazioni - Legge di Wien
I termogrammi utilizzano le radiazioni termiche emesse dal corpo per schermare le malattie e le telecamere a infrarossi sono utilizzate per "vedere" al buio. La radiazione proveniente da stelle lontane viene anche utilizzata per misurare la distanza tra la Terra e le stelle.
Differenza tra convezione e radiazioni - Termogramma di una casa ad alta efficienza energetica in primo piano, che irradia molto meno energia termica rispetto a una casa tradizionale che irradia molta più energia (sfondo)
Qual è la differenza tra convezione e radiazione
Origine
Convezione ha luogo a causa dell'espansione termica della materia.
Radiazione è il risultato del movimento di cariche nei materiali dovuto all'energia cinetica delle molecole.
Meccanismo
Convezione comporta un trasferimento di massa di un materiale, tipicamente un fluido.
Radiazione comporta un'onda elettromagnetica. La stessa materia non si muove.
medio
Convezione richiede un mezzo.
Radiazione non richiede un mezzo e può trasferire calore attraverso il vuoto.
Dipendenza dalla temperatura
Convezione risulta in una portata di calore che è approssimativamente direttamente proporzionale alla differenza di temperatura.
Radiazione risultati in una portata di calore che dipende dalla differenza tra quarta potenza delle temperature dell'oggetto e dei dintorni.
