传导、对流和辐射是热能从一个物体/物质转移到另一物体/物质或从系统转移到周围环境的三种主要方式。传导和对流都需要物质来传热。然而,如果两个系统之间存在温差,热量总是会从较高的系统传递到较低的系统。
固体中发生传导,而液体中发生对流。另一方面,辐射不需要介质,能量通过空间传输。
传导是固体材料中发生的一种热传递。它可以描述为通过直接传导从分子到分子发生热传递的过程;分子本身并不一定会改变位置,只是相对彼此或多或少地快速振动。
换句话说,当处于不同温度的两个物体彼此接触时,传导发生,因此,热量从较热的物体向较冷的物体传播,直到它们都处于相同的温度。
传导的例子
对流发生在液体和气体中,描述了热从一个位置到另一个位置的运动,由流体/液体的运动促进。加热时,流体膨胀,密度降低。热流道将位于其上方的冷流体向下推向热源,并将其置换。冷流体将被加热并向上上升,从而产生从高热区域到低热区域的恒定流体流。
对流的例子
辐射是一种热传递过程,其中热量以电磁波的形式在没有任何介质或物理传导的情况下传递。辐射不依赖于热源和被加热物体之间的任何接触。辐射过程中不交换质量,也不需要介质。
使地球表面变暖的太阳辐射就是辐射的一个例子。辐射从太阳穿过太空,然后撞击地球。所有物体都发射辐射。较冷的物体发射更长波长的辐射,而较热的物体发射更短波长的辐射。
辐射的其他例子
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比较基础 | 传导 | 对流 | 辐射 |
描述 | 在传导中,热传递发生在直接接触的物体之间。 | 对流是一种在流体中发生能量转换的传热形式。 | 在辐射中,热在没有任何介质或物理传导的情况下以电磁波的形式传递。 |
传热 | 热量从高温物体/物体传递到低温物体/物体。 | 热量从低密度区域传递到高密度区域。 | 能量通过原子和分子的旋转和振动运动传递。 |
发生 | 它只发生在固体中。 | 它存在于液体和气体中。 | 它发生在温度高于-273.15 oC(0K)或绝对温度的所有固体、液体和气体物体中。 |
反射定律 | 传导不遵循反射定律。 | 对流和传导一样,不遵循反射定律。 | 辐射也不遵循反射定律。 |
发生速度 | 传导速度较慢。 | 对流速度慢。 | 辐射的速度很快。 |
影响因素 | 温度差或动能差导致传导。 | 流体密度的差异导致对流。 | 任何温度高于-273.15 oC(0k)的物体都会辐射。 |
温度效应 | 继续,直到两个对象的温度相等。 | 当存在温差时发生循环。 | 只要有能量辐射,转移就继续。 |
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