Perpindahan Panas Konveksi (dengan contoh)

Itu Perpindahan panas dengan konveksi Itu terjadi melalui pergerakan cairan, yang bisa berupa gas atau cairan. Ketika kepadatan berkurang seiring dengan meningkatnya suhu, massa cairan terpanas naik, sedangkan bagian terdingin turun. Dengan cara ini ada gerakan massa cairan, di mana panas diangkut dari satu tempat ke tempat lain.

Ini adalah karakteristik yang membedakan konveksi mengemudi dan radiasi, karena dalam konveksi selalu ada perpindahan massa bersih. Di sisi lain, radiasi tidak memerlukan media material untuk menyebar dan dalam hal mengemudi transmisi, itu karena tabrakan berturut -turut antara atom dan molekul, tanpa pergerakan materi bersih materi.

Namun, pada tingkat atmosfer dan lautan, mudah bagi perpindahan massa udara besar dan air untuk terjadi. Itulah sebabnya konveksi adalah mekanisme transfer energi yang lebih dominan di media ini, dan yang sebagian besar menentukan iklim bumi.

Di dapur rumah Anda dapat melihat mekanisme perpindahan panas. Masukkan air ke dalam panci. Bagian cairan yang paling dekat dengan nyala hornilla dipanaskan, kepadatannya berkurang dan naik. Tempatnya ditempati oleh air yang lebih dingin, yang turun ke bagian bawah panci.

[TOC]

Jenis konveksi

Saat bagian cairan dipanaskan, molekulnya bergerak lebih cepat dan berangkat satu sama lain. Untuk alasan itu cairan pada suhu yang lebih tinggi menjadi kurang padat dan mampu naik dengan flotasi, membawa panas dengannya.

Kemudian massa cairan yang lebih dingin menempati tempat yang ditinggalkan oleh molekul -molekul naik ini dan pertukaran terus menerus ini menghasilkan panggilan arus konveksi.

Ini dapat dicapai dengan dua cara: dengan konveksi alami (gratis) atau dengan konveksi paksa. Demikian juga, kedua bentuk konveksi hadir dalam sistem pemanas sentral atau pembangkit listrik tenaga surya.

Dapat melayani Anda: Biofisika: Sejarah, Studi Apa, Aplikasi, Konsep, Metode

Selanjutnya, masing -masing terdiri dari:

Konveksi alami dan paksa

Dalam mekanisme ini, panas mengalir hanya berkat fakta bahwa perbedaan suhu dalam cairan yang dimaksud. Tanpa gravitasi tidak ada konveksi alami.

Ada percobaan sederhana di laboratorium yang memungkinkan memvisualisasikan arus konveksi alami ini saat terbentuk dalam air.

Pipa kaca terlipat diperlukan dalam bentuk persegi atau persegi panjang dan pewarna yang membuat arus naik terlihat. Ini biasanya kalium permanganat, yang pewarna air ungu atau tetes beberapa jenis tinta.

Sekarang salah satu sudut bawah pipa dan kepadatan bagian air yang hanya pada nyala api berkurang dan naik, digantikan oleh air air yang lebih dingin.

Eksperimen sederhana untuk menggambarkan bagaimana arus konveksi terbentuk dalam air. Sumber: f. Zapata.

Proses pertukaran terus menerus antara air dingin dan panas menghasilkan arus konveksi yang bertentangan dengan jam, yang diamati berkat pewarna violet, seperti yang ditunjukkan pada gambar atas.

Cairan yang beredar juga dapat dipaksa untuk mentransmisikan panas, alih -alih membiarkan arus konveksi secara alami terjadi karena perbedaan kepadatan.

Saat konveksi terjadi berkat eksternal berarti menggerakkan cairan, seperti kipas atau pompa, itu dipaksakan konveksi. Cairan dapat dipaksa untuk mengalir melalui pipa, seperti pada sistem pemanas sentral rumah, radiator mobil atau di ruang yang lebih terbuka, berkat kipas ASPAS.

Dapat melayani Anda: Hukum Lenz: Formula, Persamaan, Aplikasi, Contoh

Contoh Perpindahan Panas Konveksi

Sistem Pemanasan Sentral

Sistem pemanas sentral di rumah memanfaatkan perpindahan panas dengan konveksi di dalam air.

Untuk ini Anda harus mengedarkan air panas melalui pipa di bawah lantai, dari boiler pusat. Dengan cara ini air memindahkan panas ke radiator atau pemanasan dan panasnya lewat ke kamar, sementara air dingin kembali ke boiler pemanas untuk mengulangi siklus.

Seperti dapat dilihat, konveksi alami dan paksa hadir dalam mekanisme pemanasan sentral.

Radiator, kompor dan cerobong asap

Sumber panas seperti radiator memanaskan udara yang mengelilinginya dan naik, sedangkan udara dari bagian atas turun, menghasilkan arus udara konvektif di ruang yang hangat.

Masak: Rebus dan goreng

Saat air yang terkandung dalam pot ini dipanaskan, perpindahan panas dengan konveksi mendominasi

Setiap kali makanan direbus dalam air atau terendam dalam minyak penggorengan, mereka dimasak dengan panas yang ditransfer dengan konveksi.

Dalam pasteurisasi susu dan makanan cair lainnya dipanaskan hingga suhu tinggi untuk periode waktu tertentu, menurut varian pasteurisasi yang digunakan. Ini dilakukan untuk menghilangkan bakteri dan meningkatkan daya tahan produk.

Konveksi adalah mekanisme perpindahan panas utama dalam kasus ini, meskipun mekanisme lain, seperti mengemudi, tidak dikecualikan.

Angin

Arus konveksi di atmosfer menyebabkan angin. Arus -arus ini terbentuk karena banyak faktor, termasuk fakta bahwa permukaan bumi dipanaskan secara tidak merata.

Misalnya, pada siang hari pantai memanas lebih dari air laut, sehingga pengapungan membuat udara di atas pantai bertanya dan udara terdingin, tiba dari laut, menempati tempatnya.

Itu dapat melayani Anda: Teori Big Bang: Karakteristik, Tahapan, Bukti, Masalah

Tetapi pada malam hari prosesnya terjadi terbalik, karena pantai kehilangan panas lebih cepat daripada air dan udara yang lebih hangat pergi ke laut. Itulah sebabnya di klub malam di pantai, asap bergerak menuju laut, sementara jika api dibuat di siang hari, asap bergerak ke arah tanah.

Medan Magnet Bumi

Bumi terdiri dari lapisan, dan nukleus memiliki lapisan luar, pada suhu tinggi, yang tidak dipadatkan. Gerakan planet ini menciptakan arus konveksi dalam cairan ini, yang diyakini bertanggung jawab atas medan magnet bumi.

Medan magnet disebabkan oleh adanya beban listrik yang bergerak. Ion dan partikel bermuatan yang ada dalam nukleus eksternal mampu menghasilkan bidang ini, karena gerakan planet membuat partikel seperti itu memiliki perilaku yang mirip dengan belokan kecil (sirkuit tertutup) arus.

Para ilmuwan telah menemukan korelasi antara intensitas medan magnet dan kecepatan rotasi planet ini. Dipercayai bahwa medan magnet Venus yang lemah disebabkan oleh fakta bahwa kecepatan rotasinya kurang dari Jupiter, yang medan magnetnya jauh lebih intens.

Referensi

1. Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Ed. Bukit McGraw.
2. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
3. Hewitt, Paul. 2012. Ilmu Fisik Konseptual. Ke -5. Ed. Pearson.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. 7. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Tippens, hlm. 2011. Fisika: Konsep dan Aplikasi. Edisi ke -7. Bukit McGraw.