Konveksiyon ve Radyasyon
Konveksiyon ve radyasyon, ısı alanında tartışılan iki süreçtir. Konveksiyon, hareketli parçacıkları kullanarak ısı aktarma yöntemidir. Radyasyon, enerjiyi aktarmak için parçacıklara veya bir ortama ihtiyaç duymaz. Bu süreçlerin her ikisi de birçok alanda çok önemlidir. Bu kavramlar ısı ve termodinamik, atmosfer bilimi, hava durumu analizi, iklim analizi, akışkanlar mekaniği ve hatta tıp bilimlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kavramların yoğun olarak kullanıldığı alanlarda başarılı olmak için bu kavramları doğru anlamak çok önemlidir. Bu yazıda konveksiyon ve radyasyonun ne olduğunu, tanımlarını, konveksiyon ve radyasyon uygulamalarını, benzerliklerini ve son olarak konveksiyon ve radyasyon arasındaki farkı tartışacağız.
Radyasyon Nedir?
Elektromanyetik radyasyon veya yaygın olarak radyasyon veya EM radyasyon olarak bilinir, bir ısı transferi yöntemidir. Elektromanyetik radyasyon ilk olarak James Clerk Maxwell tarafından önerildi. Bu daha sonra ilk EM dalgasını başarıyla üreten Heinrich Hertz tarafından doğrulandı. Maxwell, elektrik ve manyetik dalgalar için dalga formunu elde etti ve bu dalgaların hızını başarılı bir şekilde tahmin etti. Bu dalga hızı, ışık hızının deneysel değerine eşit olduğundan, Maxwell ayrıca ışığın aslında bir EM dalga biçimi olduğunu öne sürdü. Elektromanyetik dalgaların hem elektrik alanı hem de dalga yayılma yönüne dik ve birbirine dik salınan bir manyetik alanı vardır. Tüm elektromanyetik dalgalar boşlukta aynı hıza sahiptir. Elektromanyetik dalganın frekansı, içinde depolanan enerjiye karar verir. Daha sonra kuantum mekaniği kullanılarak bu dalgaların aslında dalga paketleri olduğu gösterildi. Bu paketin enerjisi dalganın frekansına bağlıdır. Bu, maddenin dalga – parçacık ikiliği alanını açtı. Şimdi elektromanyetik radyasyonun dalgalar ve parçacıklar olarak kabul edilebileceği görülebilir. Mutlak sıfırın üzerindeki herhangi bir sıcaklığa yerleştirilen bir nesne, her dalga boyunda EM dalgaları yayacaktır. Yayılan maksimum foton sayısı vücudun sıcaklığına bağlıdır.
Konveksiyon nedir?
Konveksiyon, sıvıların toplu hareketleri için kullanılan terminolojidir. Ancak bu makalede, taşınım ısı taşınımı şeklinde ele alınmıştır. İletimden farklı olarak, konveksiyon katılarda gerçekleşemez. Konveksiyon, enerjiyi doğrudan madde transferi yoluyla aktarma işlemidir. Sıvılarda ve gazlarda alttan ısıtıldığında önce sıvının alt tabakası ısınır. Isıtılmış hava tabakası daha sonra genişler; soğuk havadan daha az yoğun olan sıcak hava tabakası konveksiyon akımı şeklinde yükselir. Sonra bir sonraki sıvı tabakası aynı fenomeni yaşıyor. Bu arada, ilk sıcak hava tabakası şimdi soğudu ve aşağı inecek. Bu etki, alt katmanlardan alınan ısıyı sürekli olarak üst katmanlara bırakan bir iletim döngüsü oluşturur. Bu, hava sistemlerinde çok önemli bir modeldir. Dünyanın yüzeyinden gelen ısı bu mekanizmada üst atmosfere salınır.
Konveksiyon ve Radyasyon arasındaki fark nedir?
• Konveksiyonun gerçekleşmesi için, ısıtılan gövdenin etrafında hareketli parçacıklara sahip bir ortam bulunmalıdır. Radyasyon herhangi bir ortam gerektirmez.
• Radyasyondan ısı transferi, konveksiyondan ısı transferinden daha hızlıdır.
• Konveksiyon ısıyı her zaman yerçekiminden uzaklaştırırken radyasyon her yöne yayılır.
