Կոնվեկցիա ընդդեմ ճառագայթման
Կոնվեկցիան և ճառագայթումը երկու գործընթացներ են, որոնք քննարկվում են ջերմության ոլորտում: Կոնվեկցիան ջերմության փոխանցման մեթոդ է՝ օգտագործելով շարժվող մասնիկներ։ Ճառագայթումը չի պահանջում մասնիկներ կամ միջավայր էներգիա փոխանցելու համար: Այս երկու գործընթացներն էլ շատ կարևոր են բազմաթիվ ոլորտներում: Այս հասկացությունները լայնորեն օգտագործվում են ջերմության և թերմոդինամիկայի, մթնոլորտի գիտության, եղանակի վերլուծության, կլիմայի վերլուծության, հեղուկների մեխանիկայի և նույնիսկ բժշկական գիտությունների մեջ: Կենսական նշանակություն ունի այս հասկացությունների պատշաճ ըմբռնումը, որպեսզի գերազանցես այնպիսի ոլորտներում, որտեղ այդ հասկացությունների մեծ կիրառում կա: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են կոնվեկցիան և ճառագայթումը, դրանց սահմանումները, կոնվեկցիայի և ճառագայթման կիրառությունները, դրանց նմանությունները և վերջապես կոնվեկցիայի և ճառագայթման տարբերությունը:
Ի՞նչ է ճառագայթումը:
Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը կամ սովորաբար հայտնի է որպես ճառագայթում կամ EM ճառագայթում ջերմության փոխանցման մեթոդ է: Էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը առաջին անգամ առաջարկվել է Ջեյմս Քլերկ Մաքսվելի կողմից: Սա ավելի ուշ հաստատեց Հայնրիխ Հերցը, ով հաջողությամբ արտադրեց առաջին EM ալիքը: Մաքսվելը ստացավ էլեկտրական և մագնիսական ալիքների ալիքի ձևը և հաջողությամբ կանխատեսեց այդ ալիքների արագությունը: Քանի որ այս ալիքի արագությունը հավասար էր լույսի արագության փորձարարական արժեքին, Մաքսվելը նաև առաջարկեց, որ լույսն իրականում EM ալիքների ձև է: Էլեկտրամագնիսական ալիքներն ունեն և՛ էլեկտրական դաշտ, և՛ մագնիսական դաշտ, որոնք տատանվում են միմյանց ուղղահայաց և ալիքի տարածման ուղղությանը ուղղահայաց։ Բոլոր էլեկտրամագնիսական ալիքները վակուումում ունեն նույն արագությունը: Էլեկտրամագնիսական ալիքի հաճախականությունը որոշում է դրա մեջ պահվող էներգիան։ Հետագայում քվանտային մեխանիկայի միջոցով ցույց տվեցին, որ այդ ալիքներն իրականում ալիքների փաթեթներ են։ Այս փաթեթի էներգիան կախված է ալիքի հաճախականությունից:Սա բացեց ալիքի դաշտը՝ նյութի մասնիկային երկակիություն: Այժմ կարելի է տեսնել, որ էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը կարելի է համարել որպես ալիքներ և մասնիկներ։ Օբյեկտը, որը տեղադրված է բացարձակ զրոյից բարձր ցանկացած ջերմաստիճանում, կարձակի բոլոր ալիքի երկարության EM ալիքներ: Էներգիան, որն արտանետվում է ֆոտոնների առավելագույն քանակը, կախված է մարմնի ջերմաստիճանից:
Ի՞նչ է կոնվեկցիան:
Կոնվեկցիան տերմինաբանություն է, որն օգտագործվում է հեղուկների զանգվածային տեղաշարժերի համար: Այնուամենայնիվ, այս հոդվածում կոնվեկցիան ընդունված է ջերմային կոնվեկցիայի տեսքով: Ի տարբերություն հաղորդման, կոնվեկցիան չի կարող տեղի ունենալ պինդ մարմիններում։ Կոնվեկցիան էներգիայի փոխանցման գործընթացն է ուղղակի նյութի փոխանցման միջոցով: Հեղուկների և գազերի մեջ, երբ տաքացվում է ներքևից, հեղուկի ստորին շերտը նախ կջեռուցվի: Այնուհետև ջեռուցվող օդի շերտը ընդլայնվում է. Լինելով ավելի քիչ խիտ, քան սառը օդը, տաք օդի շերտը բարձրանում է կոնվեկցիոն հոսանքի տեսքով: Այնուհետև հաջորդ հեղուկ շերտը նույն երևույթներն է ունենում։Մինչդեռ առաջին տաք օդային շերտը այժմ սառեցված է, և այն իջնի: Այս էֆեկտը ստեղծում է հաղորդման հանգույց՝ շարունակաբար ազատելով ստորին շերտերից վերցված ջերմությունը դեպի վերին շերտեր: Սա շատ կարևոր օրինաչափություն է եղանակային համակարգերում: Երկրի մակերևույթից ջերմությունն այս մեխանիզմով արտանետվում է դեպի վերին մթնոլորտ։
Ո՞րն է տարբերությունը կոնվեկցիայի և ճառագայթման միջև:
• Որպեսզի կոնվեկցիա տեղի ունենա, տաքացած մարմնի շուրջ պետք է առկա լինի շարժական մասնիկներով միջավայր: Ճառագայթումը որևէ միջավայր չի պահանջում։
• Ճառագայթումից ջերմության փոխանցումն ավելի արագ է, քան կոնվեկցիայից ջերմային փոխանցումը:
• Կոնվեկցիան միշտ հեռացնում է ջերմությունը գրավիտացիայից, մինչդեռ ճառագայթումն արտանետվում է բոլոր ուղղությամբ:
