Transferência de calor através de convecção: Natural contra Forçado
Graças à física, sabemos que a convecção pode ser natural, onde o calor sobe por conta própria, ou forçado, onde você controla o movimento do calor.
Você pode ter ouvido a máxima # aumentos de 147 por calor, # 148- que é toda sobre a convecção. No entanto, uma declaração mais precisa é que # 147-quente sobe fluidos # 148- Em substâncias, onde a convecção é livre para tomar lugar -. Ou seja, em gases e líquidos - material mais quente naturalmente acaba por cima e materiais mais frio acaba na parte inferior por causa da maior flutuabilidade do material mais quente.
Se a sua casa tem dois andares, você muitas vezes acabam com o piso inferior sendo mais frio do que o piso superior. O ar mais quente sobe pela flutuação (uma vez que é menos denso do que o ar mais frio), que conduz a convecção. Os físicos se referem a este tipo de convecção como convecção natural porque não é accionado externamente.
Para entender como funciona a convecção natural, olhar para a imagem microscópica. Qualquer substância é composta por moléculas, partículas minúsculas que zip em torno a diferentes velocidades. Quando um gás ou líquido torna-se quente, suas moléculas se movem mais rapidamente. Se você tem um elemento de aquecimento que os contactos da parte inferior da substância - como um fogão a lenha na parte inferior de uma sala ou um elemento fogão que está aquecendo uma chaleira de água - as moléculas de perto o elemento de aquecimento ficar quente. moléculas mais quentes têm mais energia cinética e por isso pode fechar em torno de mais rápido e bater outras moléculas mais difícil.
Porque eles se movem mais rápido e bater mais forte, as moléculas mais quentes fazem a substância em sua área imediata menos denso. Ou seja, eles têm mais energia com a qual a empurrar outras moléculas para fora do caminho. As moléculas que foram atingidos também têm mais energia para empurrar outras moléculas fora do caminho, então a substância nas imediações do elemento de aquecimento torna-se menos densa.
Uma unidade de volume de material que é menos denso do que pesa menos uma unidade de volume do material circundante, e, se esse material é um gás ou líquido, o material menos denso sobe. Porque o material mais denso tem mais de massa por volume, afunda-se sob a influência da gravidade.
Às vezes convecção natural é o oposto do que você quer. Com convecção forçada você controla o movimento do fluido quente ou frio, muitas vezes utilizando um ventilador ou bomba.
Por exemplo, ter um quarto em um dia de inverno frio. Porque o calor sobe, o ar mais quente na sala de deriva até o teto, enquanto o ar mais frio na sala se instala perto do fundo da sala, onde você está. Assim, com o tempo, todo o ar quente na sala de coleta perto do teto, e todo o ar frio recolhe perto do chão. Embora estivesse inicialmente bastante acolhedor, você pode agora estar recebendo bastante frio - tudo como resultado da convecção natural.
O que você pode fazer? Você pode ligar ventilador de teto do seu quarto no reverso! Os ventiladores de teto forçar o ar a circular, de modo que o ar quente na parte superior do quarto se move para baixo. O ar mais quente no topo da sala agora acaba no fundo do quarto novamente, onde você está. Apenas certifique-se que você escolher uma velocidade baixa para que você não criar uma brisa.
Você encontra convecção forçada ao seu redor. Os fãs em um computador desktop, por exemplo, causa convecção forçada (ea falta de espaço para um ventilador em alguns computadores laptop tem causado muitos problemas de superaquecimento). Frigoríficos usar ventiladores para soprar o calor, mais uma vez contando com convecção forçada.