Differenza tra conduzione e convezione

Il cambio di energia tra due sistemi (corpi) a causa delle loro diverse temperature è chiamato trasferimento di calore. Il trasferimento di calore dall'uno all'altro corpo avviene spontaneamente, dal più caldo (temperatura più alta) al corpo più freddo (temperatura più bassa). Se non ci sono altre cause, lo stato dei sistemi osservati cambierà fino a quando non verrà stabilito il bilancio termico. In linea di principio, ci sono tre modalità di trasferimento del calore: conduzione, convezione e radiazione.

Cos'è la conduzione?

La conduzione del calore è un modo di movimento del calore che è caratteristico per i materiali solidi, sebbene appaia (ma con intensità trascurabile) anche nei fluidi. Ciò significa che la conduzione è un processo di trasferimento di calore attraverso un mezzo senza trasporto di massa. Quando c'è una differenza di temperatura tra le diverse parti di un sistema, avviene un trasferimento di calore attraverso il quale l'energia passa dall'area (corpo) ad una temperatura più elevata nell'area con il range di temperatura più basso. L'energia viene trasmessa dalla particella alla particella, cioè il calore si sposta da un'estremità all'altra, mentre la sostanza (sistema, corpo) è inattiva. La conduzione avviene in corpi duri omogenei non conduttivi, e viene effettuata trasmettendo il calore da una particella all'altra, senza alcun movimento apparente. Allo stesso modo, lo stesso accade in un corpo duro omogeneo, traslucido, come vetro e quarzo, mentre parte del calore viene anche eseguito con radiazioni. Secondo la teoria della cinetica molecolare, questo metodo di trasmissione del calore è fatto dalla collisione di molecole. Le molecole nel corpo più caldo hanno una maggiore velocità e quando si scontrano, la loro velocità (la temperatura) diminuisce, mentre le molecole più lente (più fredde) diventano più veloci. La caratteristica del materiale che indica l'intensità del movimento del calore attraverso il materiale è chiamata coefficiente di conduttività termica - λ (W / m ° C) ed è una misura della qualità del conduttore di calore di un materiale e influenza il trasferimento di calore velocità. La quantità di calore Q che passerà per conduzione attraverso la piastra omogenea può essere calcolata secondo la seguente formula:

Cos'è la convezione?

La convezione è un trasferimento di calore fatto dalla circolazione o dallo spostamento delle particelle calde verso uno spazio più freddo. Questo è un altro concetto intuitivo perché sappiamo che l'aria calda o l'acqua salgono. Con la circonferenza, le particelle più fredde vengono spostate (scambiate) con quelle più calde. Le particelle fredde vengono quindi riscaldate e il processo continua a produrre il flusso di convezione. Il trasferimento convettivo avviene tra le pareti esterne del corpo e l'ambiente, nonché tra le pareti interne e il corpo e l'ambiente interno. In caso di convezione il trasferimento di calore avviene lungo il limite del corpo solido e del fluido che lo circonda. Questo tipo di trasferimento di calore si verifica solo se il fluido si sta muovendo. Il corso del movimento del calore dipende dalla temperatura del corpo solido e dal fluido che si muove attorno a quel corpo. Quando il movimento del fluido è causato ad esempio da un mixer o da una pompa con un ventilatore, la convezione è forzata. Altrimenti è naturale. La quantità di calore trasmessa nell'unità di tempo attraverso un'area Fz (flusso termico) è determinata sulla base dell'espressione:   dove: 
coefficiente di trasmissione del calore per convezione, t¹, t² di fluidi e temperatura del corpo, F² - la superficie del corpo coperta da fluido.
Il processo di convezione nei fluidi è sempre seguito con il trasferimento del calore attraverso la conduzione, perché le particelle vengono sempre in contatto diretto l'una con l'altra.

Differenza tra conduzione e convezione

1) Definizione di conduzione e convezione

La conduzione è un meccanismo di trasferimento di calore attraverso materiali solidi. La conduzione come processo rappresenta uno scambio di energia cinetica delle molecole nelle loro reciproche collisioni. Nella collisione delle molecole, l'energia cinetica viene scambiata, per cui le molecole più veloci che hanno una maggiore energia cinetica e un calore maggiore danno parte del calore a molecole più lente che hanno un livello di calore più basso. La convezione è un meccanismo di trasferimento del calore indiretto. A seconda della temperatura del corpo solido e del fluido, uno di essi darà (più caldo) e l'altro (più freddo) riceverà energia termica. Maggiore è la velocità di movimento del fluido, più aumenta la convezione.

2) Causa di conduzione e convezione

La conduzione avviene a causa della differenza uditiva, mentre vi è una differenza di densità in caso di convezione.

3) Evento di conduzione e convezione

La conduzione avviene solo nei solidi (trasferimento diretto di energia). La convezione avviene per flusso di energia nei fluidi.

Conduzione vs. Convezione: Tabella di confronto

Sintesi della conduzione e della convezione

• Il trasferimento di calore avviene ogni volta che c'è una differenza di temperatura tra due punti in un determinato ambiente. Questo trasferimento è un'energia termica che passa in conseguenza della differenza di temperatura.
• La conduzione è un trasferimento diretto di energia da una particella di una materia (solida o liquida) da un livello elevato di energia, a particelle ad un livello energetico inferiore, come conseguenza dell'interazione tra le particelle.
• La convezione è il trasferimento di energia tra la superficie di un materiale e un fluido che si sviluppa sopra / sotto il materiale o nel fluido stesso (liquido o gas). Le variazioni di temperatura provocano differenze nella densità del fluido, che causano il movimento delle molecole, per cui le parti calde con una massa più piccola salgono, mentre le parti fredde fanno l'opposto. Questi movimenti determinano un equilibrio di temperatura. In fisica, questo processo è noto come "moto browniano".