Convection vs Radiation
La convection et le rayonnement sont deux processus abordés dans le domaine de la chaleur. La convection est la méthode de transfert de chaleur à l'aide de particules en mouvement. Le rayonnement ne nécessite pas de particules ou de milieu pour transférer de l'énergie. Ces deux processus sont très importants dans de nombreux domaines. Ces concepts sont largement utilisés dans la chaleur et la thermodynamique, les sciences de l'atmosphère, l'analyse météorologique, l'analyse du climat, la mécanique des fluides et même les sciences médicales. Il est essentiel d'avoir une bonne compréhension de ces concepts afin d'exceller dans de tels domaines, qui ont un usage intensif de ces concepts. Dans cet article, nous allons discuter de ce que sont la convection et le rayonnement, leurs définitions, les applications de la convection et du rayonnement, leurs similitudes et enfin la différence entre la convection et le rayonnement.
Qu'est-ce que le rayonnement ?
Le rayonnement électromagnétique ou communément appelé rayonnement ou rayonnement électromagnétique est une méthode de transfert de chaleur. Le rayonnement électromagnétique a été proposé pour la première fois par James Clerk Maxwell. Cela a été confirmé plus tard par Heinrich Hertz qui a produit avec succès la première vague EM. Maxwell a dérivé la forme d'onde des ondes électriques et magnétiques et a réussi à prédire la vitesse de ces ondes. Étant donné que cette vitesse d'onde était égale à la valeur expérimentale de la vitesse de la lumière, Maxwell a également proposé que la lumière était, en fait, une forme d'ondes EM. Les ondes électromagnétiques ont à la fois un champ électrique et un champ magnétique oscillant perpendiculairement l'un à l'autre et perpendiculairement à la direction de propagation des ondes. Toutes les ondes électromagnétiques ont la même vitesse dans le vide. La fréquence de l'onde électromagnétique détermine l'énergie qui y est stockée. Plus tard, il a été démontré à l'aide de la mécanique quantique que ces ondes sont, en fait, des paquets d'ondes. L'énergie de ce paquet dépend de la fréquence de l'onde. Cela a ouvert le champ de la dualité onde-particule de la matière. Maintenant, on peut voir que le rayonnement électromagnétique peut être considéré comme des ondes et des particules. Un objet placé à n'importe quelle température au-dessus du zéro absolu émettra des ondes électromagnétiques de toutes les longueurs d'onde. L'énergie, dont le nombre maximal de photons émis, dépend de la température du corps.
Qu'est-ce que la convection ?
Convection est la terminologie utilisée pour les mouvements en vrac de fluides. Cependant, dans cet article, la convection est considérée comme étant sous la forme de convection thermique. Contrairement à la conduction, la convection ne peut pas avoir lieu dans les solides. La convection est le processus de transfert d'énergie par transfert direct de matière. Dans les liquides et les gaz, lorsqu'ils sont chauffés par le bas, la couche inférieure du fluide sera chauffée en premier. La couche d'air chauffée se dilate alors; étant moins dense que l'air frais, la nappe d'air chaud remonte sous forme de courant de convection. Ensuite, la couche de fluide suivante connaît les mêmes phénomènes. Pendant ce temps, la première couche d'air chaud est maintenant refroidie et elle descendra. Cet effet crée une boucle de conduction, libérant en continu la chaleur prélevée des couches inférieures vers les couches supérieures. C'est un modèle très important dans les systèmes météorologiques. La chaleur de la surface de la terre est libérée dans la haute atmosphère par ce mécanisme.
Quelle est la différence entre la convection et le rayonnement ?
• Pour que la convection se produise, un milieu avec des particules mobiles doit être présent autour du corps chauffé. Le rayonnement ne nécessite aucun support.
• Le transfert de chaleur par rayonnement est plus rapide que le transfert de chaleur par convection.
• La convection éloigne toujours la chaleur de la gravité, tandis que le rayonnement est émis dans toutes les directions.
