הסעה לעומת קרינה
הסעה וקרינה הם שני תהליכים שנדונו בתחום החום. הסעה היא השיטה להעברת חום באמצעות חלקיקים נעים. קרינה אינה דורשת חלקיקים או תווך להעברת אנרגיה. שני התהליכים הללו חשובים מאוד בתחומים רבים. מושגים אלו נמצאים בשימוש נרחב בתחום החום והתרמודינמיקה, מדעי האטמוספירה, ניתוח מזג האוויר, ניתוח אקלים, מכניקת נוזלים ואפילו מדעי הרפואה. חיוני שתהיה הבנה נכונה במושגים הללו כדי להצטיין בתחומים כאלה, בהם יש שימוש רב במושגים הללו. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם הסעה וקרינה, ההגדרות שלהם, יישומי הסעה וקרינה, הדמיון ביניהם ולבסוף ההבדל בין הסעה לקרינה.
מהי קרינה?
קרינה אלקטרומגנטית או הידועה בכינויה קרינה או קרינת EM היא שיטה להעברת חום. קרינה אלקטרומגנטית הוצעה לראשונה על ידי ג'יימס קלרק מקסוול. זה אושר מאוחר יותר על ידי היינריך הרץ שהפיק בהצלחה את גל ה-EM הראשון. מקסוול גזר את צורת הגל עבור גלים חשמליים ומגנטיים וחזה בהצלחה את מהירות הגלים הללו. מכיוון שמהירות גל זו הייתה שווה לערך הניסוי של מהירות האור, מקסוול גם הציע שאור הוא למעשה סוג של גלי EM. לגלים אלקטרומגנטיים יש גם שדה חשמלי וגם שדה מגנטי המתנודד בניצב זה לזה ובמאונך לכיוון התפשטות הגל. לכל הגלים האלקטרומגנטיים יש אותה מהירות בוואקום. תדירות הגל האלקטרומגנטי קובעת את האנרגיה האצורה בו. מאוחר יותר הוכח באמצעות מכניקת הקוונטים שגלים אלו הם למעשה חבילות של גלים. האנרגיה של חבילה זו תלויה בתדירות הגל.זה פתח את שדה הגל - דואליות החלקיקים של החומר. כעת ניתן לראות שקרינה אלקטרומגנטית יכולה להיחשב כגלים וחלקיקים. עצם, אשר ממוקם בכל טמפרטורה מעל האפס המוחלט, יפלוט גלי EM בכל אורך גל. האנרגיה, שמספר הפוטונים המרבי הנפלט, תלויה בטמפרטורה של הגוף.
מהי הסעה?
הסעה היא המינוח המשמש לתנועות בכמות גדולה של נוזלים. עם זאת, במאמר זה, הסעה נחשבת בצורה של הסעת חום. בניגוד להולכה, הסעה לא יכולה להתרחש במוצקים. הסעה היא תהליך של העברת אנרגיה באמצעות העברת חומר ישירה. בנוזלים ובגזים, בחימום מלמטה, השכבה התחתונה של הנוזל תחמם תחילה. שכבת האוויר המחוממת אז מתרחבת; בהיותה פחות צפופה מהאוויר הקריר, שכבת האוויר החם עולה בצורה של זרם הסעה. ואז שכבת הנוזל הבאה חווה את אותן תופעות.בינתיים, שכבת האוויר החם הראשונה מתקררת כעת, והיא תרד. אפקט זה יוצר לולאת הולכה, המשחררת ברציפות את החום הנלקח מהשכבות התחתונות לשכבות העליונות. זהו דפוס חשוב מאוד במערכות מזג אוויר. החום מפני השטח של כדור הארץ משתחרר לאטמוספירה העליונה במנגנון זה.
מה ההבדל בין הסעה לקרינה?
• כדי להיווצר הסעה, חייב להיות נוכח מדיום עם חלקיקים זזים סביב הגוף המחומם. קרינה אינה דורשת מדיום.
• העברת החום מקרינה מהירה יותר מהעברת החום מההסעה.
• הסעה תמיד מרחיקה את החום מכוח המשיכה, בעוד שקרינה נפלטת לכל כיוון.
