Unterschied zwischen Konvektion und Strahlung

Konvektion und Strahlung

Konvektion und Strahlung sind zwei auf dem Gebiet der Wärme diskutierte Prozesse. Konvektion ist die Methode der Wärmeübertragung mit sich bewegenden Partikeln. Strahlung benötigt keine Teilchen oder ein Medium, um Energie zu übertragen. Beide Prozesse sind in zahlreichen Bereichen sehr wichtig. Diese Konzepte finden breite Verwendung in der Wärme- und Thermodynamik, in der Atmosphärenforschung, in der Wetteranalyse, in der Klimaanalyse, in der Strömungsmechanik und sogar in der Medizin. Es ist wichtig, in diesen Konzepten ein angemessenes Verständnis zu haben, um in solchen Bereichen, die diese Begriffe stark nutzen, zu überzeugen. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Konvektion und Strahlung sind, ihre Definitionen, Anwendungen von Konvektion und Strahlung, ihre Ähnlichkeiten und schließlich den Unterschied zwischen Konvektion und Strahlung.

Was ist Strahlung?

Elektromagnetische Strahlung oder allgemein als Strahlung oder EM-Strahlung bekannt ist eine Methode der Wärmeübertragung. Elektromagnetische Strahlung wurde zuerst von James Clerk Maxwell vorgeschlagen. Dies wurde später von Heinrich Hertz bestätigt, der erfolgreich die erste EM-Welle produzierte. Maxwell hat die Wellenform für elektrische und magnetische Wellen abgeleitet und die Geschwindigkeit dieser Wellen erfolgreich vorhergesagt. Da diese Wellengeschwindigkeit gleich dem experimentellen Wert der Lichtgeschwindigkeit war, schlug Maxwell auch vor, dass Licht tatsächlich eine Form von EM-Wellen ist. Elektromagnetische Wellen haben sowohl ein elektrisches Feld als auch ein Magnetfeld, die senkrecht zueinander und senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung schwingen. Alle elektromagnetischen Wellen haben im Vakuum die gleiche Geschwindigkeit. Die Frequenz der elektromagnetischen Welle entscheidet über die darin gespeicherte Energie. Später wurde anhand der Quantenmechanik gezeigt, dass es sich bei diesen Wellen tatsächlich um Wellenpakete handelt. Die Energie dieses Pakets hängt von der Frequenz der Welle ab. Dies eröffnete das Gebiet der Welle - Teilchen - Dualität der Materie. Nun kann man sehen, dass elektromagnetische Strahlung als Wellen und Partikel betrachtet werden kann. Ein Objekt, das in einer beliebigen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt platziert ist, sendet EM-Wellen jeder Wellenlänge aus. Die Energie, die die maximale Anzahl der emittierten Photonen ausmacht, hängt von der Temperatur des Körpers ab.

Was ist Konvektion?

Konvektion ist die Terminologie für Massenbewegungen von Flüssigkeiten. In diesem Artikel wird jedoch die Konvektion in Form einer Wärmekonvektion ausgeführt. Im Gegensatz zur Leitung kann die Konvektion nicht in Festkörpern stattfinden. Konvektion ist der Prozess der Energieübertragung durch direkten Stoffaustausch. In Flüssigkeiten und Gasen wird die untere Schicht der Flüssigkeit, wenn sie von unten erwärmt wird, zuerst erwärmt. Die erwärmte Luftschicht dehnt sich dann aus; weniger dicht als die kühle Luft ist, steigt die Heißluftschicht in Form eines Konvektionsstroms an.Dann erfährt die nächste Flüssigkeitsschicht die gleichen Phänomene. In der Zwischenzeit wird die erste Heißluftschicht abgekühlt und sie wird herunterfallen. Dieser Effekt erzeugt eine Leitungsschleife, die kontinuierlich die Wärme von den unteren Schichten zu den oberen Schichten freigibt. Dies ist ein sehr wichtiges Muster in Wettersystemen. Die Wärme von der Erdoberfläche wird in diesem Mechanismus an die obere Atmosphäre abgegeben.

Was ist der Unterschied zwischen Konvektion und Strahlung? • Für die Konvektion muss ein Medium mit beweglichen Partikeln um den beheizten Körper herum vorhanden sein. Strahlung benötigt kein Medium. • Die Wärmeübertragung von Strahlung ist schneller als die Wärmeübertragung durch Konvektion. • Die Konvektion führt die Wärme immer von der Schwerkraft weg, während Strahlung in alle Richtungen emittiert wird.