対流と移流の熱伝達の違い

熱伝達のさまざまなメカニズムを理解することは、物理学、気象学、地理学の学生にとって重要です。 ほとんどの場合、違いは簡単に理解できます。 ただし、よくある混乱の1つは、対流と移流の違いです。

両方の定義を最初に読んだとき、2つを1つの同じ現象と考えるのは非常に魅力的ですが、実際には、 移流成分 対流のより広く、より包括的なプロセスの。 両方のプロセスを説明する場合は、この違いを理解することが重要です。

対流とは何ですか?

対流は多段階のプロセスであり、加熱に応じて流体が周期的に運動することがよくあります。 熱を超えている鍋の水を想像してみてください。鍋の底が熱くなると、この熱は(伝導によって)鍋の底の水に伝達されます。

次に、水が熱くなり、分子がさらに振動し、分子の動きが大きくなるため、水のこの部分の全体的な密度が低下します。 密度が下がると、水の暖かい部分が上昇し、鍋の上部から冷たい密度の高い水に置き換わります。

高温の水が上昇すると、追加のエネルギーの一部が失われ(水の他の部分に移動するだけでなく、動きの結果として失われます)、冷却されて密度が高くなります。

同時に、鍋の底でそれを置き換えたより冷たい水は今熱くなり、密度が低くなり、上昇し始めました。 プロセスが最初からやり直され、結果として 対流 鍋全体。 この同じプロセスは、大気中、ヒーターの近くの空気中、および明確な熱源がある他の多くの場所でも発生します。

移流とは何ですか?

移流はより具体的なプロセスであり、流体のバルク運動による、ある場所から別の場所への何か(温度、水分、物質など)の一般的に水平方向の輸送として定義されます。

この定義の重要な部分は、それが材料または数量の輸送のみであるということです。 流体の動き、したがって移流地理の定義は、風の流れまたは海に強く依存します 電流。

たとえば、暖かい海流は、水域のバルク運動に伴って運ばれるため、高温の水をある場所から別の場所に移動します。 同様に、気象学における暖かい空気と冷たい空気の物体(つまり、熱い前線と冷たい前線)の動きは移流の例です。

対流対。 移流

対流と移流の混同の原因は明らかです。 どちらのプロセスでも、流体の動きによって熱が1つの場所から別の場所に移動する可能性があるため、ある意味でプロセス間に大きな重複があります。 ただし、重要な要素はその対流です 含まれています 移流は伝導性または拡散性の移動も含みますが、移流は純粋に流体の動きによる量の移動を指します。

対流と移流について詳しく考えて、違いを理解することができます。 最初に、熱が流体に伝達され、これにより、流体内の分子がランダムな方向に移動し、拡散によって熱が拡散します。

その後、 拡散 継続し、流体の一部の密度が低下すると、移流が発生します。 流体内の別の場所への内部エネルギー、その後、他の部分への拡散があります 液体。

要するに、移流は流体内の電流に特に依存しますが、対流は拡散熱伝達も含むより広いプロセスです。 そのため、移流は気体と液体にのみ存在する可能性があり、固体では不可能です。

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