ความแตกต่างระหว่างการนำและการพาความร้อน (พร้อมตาราง)

การสร้างความร้อนเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของอนุภาค พูดง่ายๆ ก็คือ ความร้อนสามารถอธิบายได้ด้วยการทำงานของโมเลกุล และพลังงานที่ปล่อยออกมาจากพวกมันจะสร้างความร้อนหรือพลังงานที่ปล่อยออกมาจะถูกแปลงเป็นความร้อน

ตัวอย่างเช่น เมื่อบุคคลออกกำลังกายหรือทำกิจกรรมอื่นๆ ร่างกายจะร้อนขึ้นและมีเหงื่อออก หรือระหว่างการปรุงอาหารเมื่ออาหารอุ่นหรือร้อน ก็เป็นเพียงการถ่ายเทความร้อนผ่านการนำหรือการพาความร้อน

เหตุผลที่อยู่เบื้องหลังการถ่ายเทความร้อนเป็นวิทยาศาสตร์ อาจดูเหมือนง่ายและเบื่อหน่ายในการอุ่นอาหาร แต่ก็มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์อยู่เบื้องหลัง อนุภาคที่มองไม่เห็นหรือจุลภาคจะถูกชาร์จและพลังงานถูกสร้างขึ้นซึ่งถูกถ่ายเทในรูปของความร้อน

กระบวนการถ่ายเทความร้อนได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม มีวัสดุหลายอย่างเช่นกันที่ความร้อนสามารถถ่ายเทได้และบางชนิดไม่สามารถถ่ายเทได้ เช่น พลาสติกบางชนิดไม่สามารถรับความร้อนได้

การนำและการพาความร้อน

ความแตกต่างระหว่างการนำและการพาความร้อนคือในการนำความร้อนจะถูกถ่ายเทโดยตรงในขณะที่ความร้อนจากการพาความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านของไหล ทั้งสองนำไปสู่การปล่อยความร้อน แต่วิธีการต่างกัน

ตารางเปรียบเทียบระหว่างการนำและการพาความร้อน

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	การนำ	การพาความร้อน
คำนิยาม	การถ่ายเทความร้อนระหว่างวัตถุสองชิ้นโดยการสัมผัสโดยตรง	การถ่ายเทความร้อนภายในของไหล
สถานะของสสาร	แข็ง	ของเหลวหรือแก๊ส
การถ่ายโอนกระแสไฟฟ้า	อนุญาต	ไม่อนุญาต
ความหนาแน่นของอนุภาค	ความหนาแน่นสูง	ความหนาแน่นต่ำ
อัตราการถ่ายเทความร้อน	ช้า	เร็วขึ้น

การนำคืออะไร?

การนำคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนหรือกระแส การนำคือการถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อนและกระแสจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งโดยการสัมผัสโดยตรง

การนำสามารถเกิดขึ้นได้ในทั้งสามสถานะของสสาร ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ การถ่ายเทที่ดีที่สุดอาจเกิดขึ้นในสถานะของแข็งเนื่องจากอะตอมมีการอัดตัวแน่นซึ่งทำให้อัตราการถ่ายโอนเร็วขึ้น ความหนาแน่นของโมเลกุลส่งผลต่ออัตราการถ่ายเทความร้อน ในทางกลับกัน ของเหลวและก๊าซมีประสิทธิภาพในการถ่ายเทความร้อนน้อยกว่า เนื่องจากความหนาแน่นของโมเลกุลต่ำ

การนำไฟฟ้ามี 2 ประเภท คือ การนำความร้อนและการนำไฟฟ้า

การนำความร้อน- เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในโมเลกุลจะเกิดการสั่นสะเทือนและทำให้เกิดความร้อนในโมเลกุลและจากนั้นการถ่ายเทความร้อนจะเกิดขึ้นภายในโมเลกุลที่อัดแน่น ตัวอย่างเช่น เมื่อประคบร้อนบนผิวหนังจะทำให้เกิดความร้อนในกล้ามเนื้อด้วย

การนำไฟฟ้า- มันเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุผ่านตัวกลางใด ๆ การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุนี้ทำให้เกิดกระแสซึ่งถูกนำพาโดยไอออนหรืออิเล็กตรอนที่มีประจุ ตัวอย่างเช่น เมื่อกระแสไหลผ่านสายไฟ ลวดจะประกอบด้วยโลหะซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการนำ ปัจจัยเหล่านั้นคือ ความแตกต่างของอุณหภูมิ ความยาว พื้นที่หน้าตัด และวัสดุ วัสดุทุกชนิดมีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน เช่น อะลูมิเนียม ทองแดง ทองแดง น้ำ ฯลฯ จะมีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน โลหะมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด

การนำไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรในทางทฤษฎีโดยวิธีต่างๆ เช่น กฎของโอห์มหรือกฎของฟูเรียร์ อัตราการถ่ายเทความร้อนคำนวณโดยสูตรเหล่านี้เมื่อให้ค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุ การนำไม่เป็นไปตามกฎการสะท้อนหรือการหักเหของแสง

การพาความร้อนคืออะไร?

การพาความร้อนคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนผ่านการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจำนวนมากในของเหลวใดๆ การถ่ายเทความร้อนเริ่มต้นระหว่างวัตถุกับของไหลเกิดขึ้นเนื่องจากการนำ แต่หลังจากนั้น การเคลื่อนที่จำนวนมากในอนุภาคของของไหลทำให้เกิดการพาความร้อน

กระบวนการพาความร้อนเกี่ยวข้องกับการขยายตัวทางความร้อนซึ่งเมื่อของเหลวได้รับความร้อนจากด้านล่างพื้นผิว ชั้นล่างของของเหลวได้รับความร้อนซึ่งได้รับความร้อนขยายความหนาแน่นของโมเลกุลมากขึ้นเมื่อเทียบกับของเหลวบนพื้นผิวด้านบน เนื่องจากการลอยตัวของอนุภาคที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ของเหลวที่ร้อนขึ้นจะสูงขึ้นและของเหลวที่เย็นกว่าเข้ามาแทนที่

การพาความร้อนมีสองประเภท ได้แก่ การพาความร้อนตามธรรมชาติและการพาความร้อนแบบบังคับ

การพาความร้อนตามธรรมชาติ- ประเภทของการพาความร้อนซึ่งความแตกต่างของอุณหภูมิทำให้เกิดความแตกต่างในความหนาแน่น ซึ่งเป็นที่ที่แรงลอยตัวมีบทบาทสำคัญ เช่น ลมทะเล

การพาความร้อนแบบบังคับ- การพาความร้อนประเภทหนึ่งที่แรงภายนอกทำให้เกิดการพาความร้อน เช่น พัดลม เครื่องทำน้ำอุ่น น้ำพุร้อน ฯลฯ..

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการพาความร้อน ได้แก่ ตัวกลาง (ของเหลวหรือแก๊ส) อุณหภูมิ แหล่งที่ทำให้เกิดความร้อน ความแตกต่างอย่างหนึ่งระหว่างการนำและการพาความร้อนคือการพาความร้อนไม่รองรับกระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างบางส่วนของการพาความร้อนคือ ลมบก (เกิดในเวลากลางคืน) หรือลมทะเล (เกิดระหว่างวัน) พัดลมที่ใช้ทำความเย็นในห้อง เครื่องทำความร้อนที่ใช้ทำน้ำร้อน หรือเครื่องนึ่ง ฯลฯ

ไม่สามารถคำนวณการพาความร้อนตามธรรมชาติได้อย่างง่ายดาย แต่การพาความร้อนแบบบังคับสามารถคำนวณตามทฤษฎีโดยใช้สูตรที่กำหนดโดยกฎการระบายความร้อนของนิวตัน สูตรคือ:-

P =dQ /dt =hA(T−T0)

ความแตกต่างหลักระหว่างการนำและการพาความร้อน

บทสรุป

การนำและการพาความร้อนทั้งคู่จะถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อน

ทั้งสองแบบสามารถเกิดขึ้นได้ตามธรรมชาติหรือเกิดขึ้นเองโดยขึ้นอยู่กับประเภทของพวกมัน

การนำและการพาความร้อนในสภาวะต่างๆ (ของแข็ง ของเหลว และแก๊ส) ความหนาแน่นของอนุภาคส่งผลกระทบอย่างมากต่อการนำและการพาความร้อน

อ้างอิง