La conduction et la convection sont deux sur trois méthodes de transfert de chaleur. La différence significative entre la conduction et la convection réside dans la façon dont le transfert de chaleur a lieu. Le troisième mode de transfert de chaleur est cependant le rayonnement, la conduction et la convection sont considérées comme assez dominantes dans diverses applications pratiques.
Dans le processus de conduction, la chaleur est transférée lorsqu’il existe un contact direct entre la surface à chauffer et la source de chaleur. Contre, dans le processus de convection, le transfert de chaleur a lieu par contact indirect.
Dans ce contenu, nous verrons sur quels facteurs la conduction est différenciée de la convection. Laissons une brève idée de Qu’est-ce que la chaleur?
Ainsi, en gros, la chaleur est considérée comme une forme d’énergie qui peut être transférée d’une région pour compenser la différence de température.
Contenu: conduction vs convection
- Graphique de comparaison
- Définition
- Différences clés
- Conclusion
Graphique de comparaison
| Base de comparaison | Conduction | Convection |
|---|---|---|
| Basique | Ce mode de transfert de chaleur nécessite une connexion directe entre les deux corps. | Ce mode de transfert de chaleur n’a pas besoin de connexion directe entre les régions où le transfert de chaleur a lieu. |
| Remarqué dans | Généralement solides | Généralement des liquides et des gaz |
| Résulte de | Molécules au repos ou électrons libres | Molécules en mouvement |
| Nécessité | Contact direct | Aucun contact direct mais un intermédiaire n’est requis. |
| Cause d’occurrence | Différence de température | Différence de densité |
| Comment ça se passe? | En raison de la collision moléculaire. | En raison de la diffusion des particules chauffées. |
| Vitesse du transfert de chaleur | Lent | Relativement rapide |
| Exemple | Chauffage d’une tige métallique lorsqu’elle est placée à feu vif. | Chauffage du liquide dans un navire qui est placé à flamme élevée. |
Définition de la conduction
La conduction fait référence à un processus de transfert d’énergie thermique d’une surface à une autre qui sont en contact direct les uns avec les autres. Dans le mécanisme de conduction, le transfert de chaleur se déroule dans un milieu stationnaire, c’est-à-dire des solides. Loi de Fourier Explique le taux de transfert de chaleur pendant la conduction.
La figure ci-dessous montre la représentation picturale de la façon dont le transfert de chaleur a lieu pendant le processus de conduction:
Comment se déroule le processus de conduction?
Le processus de conduction se produit de manière à ce que l’énergie thermique soit transférée lorsque la collision se produit entre les molécules adjacentes vibrant avec une vitesse élevée. Ces molécules à grande vitesse lorsqu’ils sont en contact direct avec les molécules de solides qui sont à température ambiante, puis la vibration moléculaire est transférée au point de contact. De plus, ces molécules vibrantes transfèrent la vibration à leur molécule adjacente et, de cette manière, le corps à température ambiante devient chaud.
Tout comme la vibration moléculaire des solides, la conduction a également lieu de la même manière dans les liquides et les gaz. Cependant, en raison de moins de densité moléculaire dans le liquide et le gaz, le transfert d’énergie n’a pas lieu comme celui des solides car la conduction est le transfert d’énergie entre deux corps qui sont en contact direct.
Définition de la convection
Le mode de transfert de chaleur par le déplacement des molécules de fluide d’une région à une autre est connue sous le nom de convection. La convection est généralement de deux types un est forcé tandis que l’autre est naturel.
La convection naturelle est lorsque le mouvement dans un milieu se produit en raison de la différence de température de deux liquides lorsqu’il est mélangé. Tandis que la convection forcée est celle dans laquelle le mouvement est le résultat d’une unité externe comme une pompe ou un ventilateur.
Comment la convection a-t-elle lieu?
Pendant la convection, le transfert de chaleur a lieu d’une manière que les molécules des liquides et des gaz après avoir gagné suffisamment d’énergie deviennent moins denses et que leur flottabilité accrue provoque une augmentation des molécules. Tandis que les molécules qui sont à basse température ont une faible flottabilité et tombent ainsi et se rapprochent de la flamme. Ainsi se réchauffera et échangera leurs positions avec des molécules de basse température. De cette façon, le transfert de chaleur dans les molécules de liquides ou de gaz a lieu.
Différences clés entre la conduction et la convection
- Le facteur clé de la différenciation entre la conduction et la convection est que la conduction se produit dans solides c’est-à-dire, des corps matériels. Au contraire, la convection est généralement remarquée dans liquides et substances gazeuses.
- Pour que le processus de conduction ait lieu un contact direct entre les surfaces est nécessaire car ce n’est qu’alors que le transfert de chaleur aura lieu. Alors que, pour que le processus de convection se produise, aucun contact direct n’est cependant nécessaire, un intermédiaire est nécessaire qui agira en tant que transporteur pour prendre la chaleur d’une région à une autre.
- La conduction se produit lorsqu’il y a une différence de température entre deux corps solides qui sont en contact direct l’un avec l’autre. Tandis que la convection se produit en raison de différences dans la densité moléculaire du fluide.
- La conduction est le résultat de vibration entre les molécules étroitement emballées d’un solide lorsque la chaleur est fournie. Cette vibration moléculaire d’une surface est transférée aux particules voisines d’une autre surface qui est en contact direct. Tandis que la convection est le résultat d’une collision entre des molécules moins denses de liquide et de gaz pendant mouvement. Ici, les molécules à haute énergie transfèrent leur énergie aux molécules à faible énergie et, de cette manière, l’énergie des particules est transférée.
- La conduction est un processus lent Comme ici, un certain nombre de molécules dans les solides sont plus tandis que la convection a lieu comparativement à un rythme plus rapide en raison de l’orientation moléculaire dispersée du liquide et du gaz.
- Lorsqu’une tige métallique est placée sur une flamme élevée, en raison d’un contact direct, la vibration des molécules de la flamme est transférée aux molécules de la tige métallique au point de contact. Cela augmente initialement la température de la tige à la région qui est en contact direct avec la flamme et après un certain temps, la vibration moléculaire transfère l’énergie thermique à la tige entière.
Cependant, le chauffage d’un liquide placé sur une flamme élevée ne nécessite pas de contact direct avec la flamme mais le récipient dans lequel il est présent agit comme un intermédiaire qui transfère la vibration moléculaire de la flamme au liquide à l’intérieur du vaisseau.
Conclusion
Ainsi, la discussion ci-dessus conclut que les deux modes de transfert de chaleur différencié ici expliquent la manière dont le transfert de chaleur se déroule avec la matière matérielle dans laquelle elle est remarquée.