Razumevanje različnih mehanizmov prenosa toplote je pomembno za študente fizike, meteorologije in geografije. Razlike so večinoma lahko razumljive. Vendar je ena pogostih točk zmede razlikovanje med konvekcijo in advekcijo.
Po prvem branju definicij obeh je zelo mamljivo, da bi o njih razmišljali kot o istem pojavu, v resnici pa advekcija je komponenta širšega, vseobsegajočega procesa konvekcije. Razumevanje te razlike je ključnega pomena, če želite opisati oba procesa.
Kaj je konvekcija?
Konvekcija je večstopenjski postopek, ki pogosto povzroči ciklično gibanje tekočine kot odziv na segrevanje. Predstavljajte si vodo v posodi, ki je nad vročino: Ko se dno posode segreje, se ta toplota (s prevodnostjo) prenese v vodo na dnu posode.
Nato se voda segreje, zaradi česar njene molekule bolj vibrirajo, skupna gostota tega dela vode pa se zmanjša zaradi povečanega gibanja molekul. Zmanjšanje gostote povzroči, da se toplejši del vode dvigne in ga nadomešča hladnejša, gostejša voda iz zgornjega dela posode.
Ko vroča voda naraste, izgubi nekaj dodatne energije (ki se prenaša na druge dele vode in se zaradi gibanja izgubi), zaradi česar se ohladi in postane gostejša.
Hkrati se je hladnejša voda, ki jo je zamenjala na dnu posode, segrela, postala manj gosta in začela naraščati. Postopek se začne znova, kar ima za posledico konvekcijski tokovi po celotni ponvi. Isti postopek se dogaja tudi v ozračju, zraku v bližini grelnika in marsikje drugje, kjer obstaja poseben vir toplote.
Kaj je advekcija?
Advekcija je bolj specifičen postopek, ki je opredeljen kot prevoz nečesa (na primer temperature, vlage ali snovi) z enega kraja na drugega s premikanjem tekočine v razsutem stanju, običajno vodoravno.
Ključni del te opredelitve je, da gre zgolj za prevoz materiala ali količine s strani gibanje tekočine, zato je opredelitev geografije advekcije močno odvisna od vetrovnih tokov ali oceana tokovi.
Topel oceanski tok na primer premika vodo z višjo temperaturo z enega kraja na drugega, ker se prenaša skupaj z gibanjem vodnega telesa v razsutem stanju. Na podoben način je gibanje toplih in hladnih zračnih teles (tj. Vročih in hladnih front) v meteorologiji primer advekcije.
Konvekcija vs. Advekcija
Vir zmede med konvekcijo in advekcijo bi moral biti zdaj jasen. V obeh procesih se lahko toplota z ene lokacije na drugo prenese s pomočjo gibanja tekočine, zato se v določenem smislu veliko prekriva med procesi. Ključni dejavnik pa je ta konvekcija vsebuje advekcija, vključuje pa tudi prevodni ali difuzijski prenos, medtem ko se advekcija zgolj nanaša na prenos količine skozi gibanje tekočine.
Za razumevanje razlike lahko podrobneje razmislite o konvekciji in advekciji. Sprva se toplota prenese v tekočino, zaradi česar se molekule v njej premikajo v naključnih smereh in širijo toploto z difuzijo.
Potem kot difuzija nadaljuje in gostota dela tekočine pade, pride do advektivnega prenosa notranja energija na drugo mesto v tekočini, po kateri pride do difuzije v druge dele tekočine tekočina.
Skratka, advekcija je posebej odvisna od tokov v tekočini, medtem ko je konvekcija širši postopek, ki vsebuje tudi difuzni prenos toplote. Kot taka lahko advekcija obstaja le v plinih in tekočinah, v trdni snovi pa ni mogoča.