Понимание различных механизмов теплопередачи важно для студентов, изучающих физику, метеорологию и географию. По большей части различия легко понять. Однако есть одна общая путаница - различие между конвекцией и адвекцией.
При первом чтении определений обоих очень заманчиво думать о них как об одном и том же явлении, но на самом деле адвекция это составная часть о более широком и всеобъемлющем процессе конвекции. Понимание этого различия имеет решающее значение, если вы хотите описать оба процесса.
Что такое конвекция?
Конвекция - это многоступенчатый процесс, который часто приводит к циклическому движению жидкости в ответ на нагревание. Представьте себе воду в кастрюле, которая нагревается: по мере того, как дно кастрюли нагревается, это тепло передается (посредством теплопроводности) воде на дне кастрюли.
Затем вода нагревается, заставляя ее молекулы вибрировать сильнее, а общая плотность этой части воды снижается из-за увеличения движения молекул. Уменьшение плотности приводит к тому, что более теплая часть воды поднимается, заменяясь более холодной и плотной водой из верхней части поддона.
Когда более горячая вода поднимается, она теряет часть своей дополнительной энергии (передаваясь другим частям воды, а также теряется в результате движения), заставляя ее охлаждаться и становиться более плотной.
В то же время более прохладная вода, которая заменила ее на дне кастрюли, теперь нагрелась, стала менее плотной и начала подниматься. Процесс начинается заново, в результате конвекционные потоки по всей сковороде. Этот же процесс также происходит в атмосфере, в воздухе рядом с обогревателем и во многих других местах, где есть явный источник тепла.
Что такое адвекция?
Адвекция - это более конкретный процесс, определяемый как перенос чего-либо (например, температуры, влаги или вещества) из одного места в другое за счет объемного движения жидкости, обычно горизонтально.
Ключевой частью этого определения является то, что речь идет исключительно о транспортировке материала или количества движение жидкости, поэтому определение географии адвекции сильно зависит от ветровых течений или океана токи.
Например, теплое океанское течение перемещает воду с более высокой температурой из одного места в другое, потому что оно уносится вместе с основным движением водоема. Точно так же движение тел теплого и холодного воздуха (т. Е. Горячего и холодного фронтов) в метеорологии является примером адвекции.
Конвекция vs. Адвекция
Источник путаницы между конвекцией и адвекцией теперь должен быть ясен. В обоих процессах тепло может передаваться из одного места в другое за счет движения жидкости, поэтому в некотором смысле между процессами существует большое перекрытие. Однако ключевым фактором является конвекция. содержит адвекция, но также включает кондуктивный или диффузионный перенос, в то время как адвекция относится исключительно к переносу количества посредством движения жидкости.
Вы можете подумать о конвекции и адвекции более подробно, чтобы понять разницу. Сначала тепло передается жидкости, и это заставляет молекулы внутри нее двигаться в случайных направлениях, распространяя тепло за счет диффузии.
Тогда как распространение продолжается, и плотность порции жидкости падает, происходит адвективный перенос внутренняя энергия в другое место в жидкости, после чего происходит диффузия в другие части жидкость.
Короче говоря, адвекция конкретно зависит от токов в жидкости, в то время как конвекция - это более широкий процесс, который также включает диффузионную теплопередачу. Таким образом, адвекция может существовать только в газах и жидкостях и невозможна в твердом теле.