การพาความร้อนกับรังสี
การพาความร้อนและการแผ่รังสีเป็นสองกระบวนการที่กล่าวถึงด้านความร้อน การพาความร้อนเป็นวิธีการถ่ายเทความร้อนโดยใช้อนุภาคเคลื่อนที่ การแผ่รังสีไม่ต้องการอนุภาคหรือตัวกลางในการถ่ายโอนพลังงาน กระบวนการทั้งสองนี้มีความสำคัญมากในหลาย ๆ ด้าน แนวคิดเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านความร้อนและอุณหพลศาสตร์ วิทยาศาสตร์บรรยากาศ การวิเคราะห์สภาพอากาศ การวิเคราะห์สภาพอากาศ กลศาสตร์ของไหล และแม้แต่วิทยาศาสตร์การแพทย์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในแนวคิดเหล่านี้เพื่อที่จะเก่งในด้านดังกล่าว ซึ่งมีการใช้งานแนวความคิดเหล่านี้อย่างหนัก ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการพาความร้อนและการแผ่รังสี คำจำกัดความ การพาความร้อนและการแผ่รังสี ความคล้ายคลึงกัน และความแตกต่างระหว่างการพาความร้อนและการแผ่รังสี
การแผ่รังสีคืออะไร
รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือที่เรียกกันทั่วไปว่ารังสีหรือรังสี EM เป็นวิธีการถ่ายเทความร้อน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าถูกเสนอครั้งแรกโดย James Clerk Maxwell ภายหลังได้รับการยืนยันโดยไฮน์ริช เฮิรตซ์ ซึ่งประสบความสำเร็จในการผลิตคลื่น EM แรก แมกซ์เวลล์ได้รูปคลื่นของคลื่นไฟฟ้าและแม่เหล็กและทำนายความเร็วของคลื่นเหล่านี้ได้สำเร็จ เนื่องจากความเร็วของคลื่นนี้เท่ากับค่าทดลองของความเร็วแสง แมกซ์เวลล์จึงเสนอว่าในความเป็นจริงแล้วแสงเป็นรูปแบบของคลื่น EM คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีทั้งสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กสั่นตั้งฉากกันและตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจายคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดมีความเร็วเท่ากันในสุญญากาศ ความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดพลังงานที่เก็บไว้ในนั้น ต่อมามีการแสดงโดยใช้กลศาสตร์ควอนตัมว่าคลื่นเหล่านี้เป็นแพ็กเก็ตของคลื่น พลังงานของแพ็กเก็ตนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นสิ่งนี้เปิดสนามของคลื่น – ความเป็นคู่ของอนุภาคของสสาร ตอนนี้จะเห็นได้ว่าการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าถือเป็นคลื่นและอนุภาค วัตถุที่วางอยู่ในอุณหภูมิใดๆ ที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ จะปล่อยคลื่น EM ของทุกความยาวคลื่น พลังงานที่ปล่อยโฟตอนสูงสุดนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของร่างกาย
การพาความร้อนคืออะไร
การพาความร้อนเป็นศัพท์เฉพาะที่ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของของไหลจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้ การพาความร้อนจะอยู่ในรูปของการพาความร้อน การพาความร้อนไม่สามารถเกิดขึ้นในของแข็งต่างจากการนำไฟฟ้าได้ การพาความร้อนคือกระบวนการถ่ายเทพลังงานผ่านการถ่ายโอนสสารโดยตรง ในของเหลวและก๊าซ เมื่อถูกความร้อนจากด้านล่าง ชั้นล่างของของเหลวจะถูกทำให้ร้อนก่อน ชั้นอากาศร้อนจะขยายตัว มีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น ชั้นอากาศร้อนจะลอยขึ้นในรูปของกระแสพาความร้อน จากนั้นชั้นของเหลวถัดไปก็พบกับปรากฏการณ์เดียวกันในขณะเดียวกัน ชั้นอากาศร้อนชั้นแรกจะเย็นลงและจะลดลง ผลกระทบนี้จะสร้างวงจรการนำไฟฟ้า โดยปล่อยความร้อนที่ถ่ายจากชั้นล่างขึ้นสู่ชั้นบนอย่างต่อเนื่อง นี่เป็นรูปแบบที่สำคัญมากในระบบสภาพอากาศ ความร้อนจากพื้นผิวโลกถูกปลดปล่อยสู่บรรยากาศชั้นบนด้วยกลไกนี้
การพาความร้อนและการแผ่รังสีต่างกันอย่างไร
• เพื่อให้เกิดการพาความร้อน ต้องมีตัวกลางที่มีอนุภาคเคลื่อนที่อยู่รอบๆ ตัวที่ร้อน รังสีไม่ต้องการสื่อใดๆ
• การถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสีเร็วกว่าการถ่ายเทความร้อนจากการพาความร้อน
• การพาความร้อนมักจะนำความร้อนออกจากแรงโน้มถ่วง ในขณะที่รังสีจะถูกปล่อยออกมาในทุกทิศทาง