Différence entre la convection et le rayonnement
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Différence principale - Convection vs. Rayonnement
Convection et radiation sont les deux mécanismes de transfert de chaleur. Ils permettent de transporter de l'énergie thermique d'un endroit à un autre. le différence principale entre la convection et le rayonnement est que la convection est un mécanisme de transfert de chaleur qui implique un flux massique de matériau. Le rayonnement, par contre, est un transfert de chaleur utilisant de l'énergie électromagnétique. Par conséquent, le rayonnement peut transférer de la chaleur à travers le vide.
Qu'est-ce que la convection?
La convection est le mécanisme de transfert de chaleur dans les matériaux par le biais du flux massique du matériau. Afin de conduire la chaleur, des parties du matériau lui-même se déplacent - c'est-à-dire qu'il y a un transfert de masse à l'intérieur du matériau. En règle générale, la convection se produit dans les fluides. Cependant, des effets de convection peuvent parfois être observés dans les solides, comme dans le cas de la tectonique des plaques. Il existe deux types principaux de convection: Naturel et forcé.
La convection est un processus complexe et aucune équation simple ne le décrit complètement. Cependant, nous pouvons utiliser une approximation pour les cas où un fluide est chauffé à l'aide d'une surface solide. Pour ces cas, le taux de transfert de chaleur 
est donné par,
où 
est la surface par laquelle la chaleur est transférée, 
est la température du solide, 
est la température de l'air. 
est connu comme le coefficient de transfert de chaleur par convection. Ce coefficient dépend de plusieurs propriétés, notamment la densité, la viscosité et le débit du fluide..
Convection naturelle
Dans convection naturelle, l'écoulement des matériaux est causé par des différences de densité. Par exemple, considérons une bouilloire remplie d’eau chaude. Au fur et à mesure que l'eau se réchauffe au fond de la bouilloire, elle se dilate. Cela signifie que les molécules d'eau sont maintenant plus éloignées, ce qui entraîne une diminution de la densité de l'eau au fond. Maintenant, l'eau au fond de la bouilloire est moins dense comparée à l'eau au sommet de la bouilloire. En raison de la différence de densité, l'eau plus chaude du bas monte vers le haut, tandis que l'eau plus froide du haut descend vers le bas. Le processus se répète jusqu'à ce que le haut et le bas soient à la même température.
Le liquide chaud qui monte ne peut pas monter le long de la même ligne que le liquide froid qui coule. Par conséquent, le fluide doit se déplacer horizontalement avant de monter / descendre pour le prochain cycle. Cela met en place cellules de convection dans le fluide, comme indiqué dans le schéma ci-dessous.
Cellules de convection
La convection naturelle est responsable des courants d'air et est également l'un des principaux facteurs impliqués dans les courants océaniques..
La convection est également un facteur important dans la tectonique des plaques. La partie interne du manteau terrestre est plus chaude que la partie externe, ce qui provoque l'installation de cellules de convection dans le manteau. Le manteau est solide et le mouvement de la matière dans le manteau est assez lent, environ 20 mm par an..
Convection dans le manteau terrestre
Convection forcée
Convection forcée se produit lorsque le mouvement du matériau est déplacé à l'aide d'un mécanisme externe tel qu'un ventilateur ou une pompe. Les aérothermes sont un bon exemple de convection forcée. Dans le corps humain, le cœur agit également comme une pompe responsable de la convection forcée de la chaleur autour du corps..
Quel est le rayonnement
Radiation décrit le transfert de chaleur par rayonnement électromagnétique. En raison de l'énergie cinétique, les molécules qui composent les objets sont toujours en mouvement. Cela provoque le déplacement des charges dans ces molécules, ce qui entraîne la création d'ondes électromagnétiques.
La vitesse à laquelle un objet émet de la chaleur par rayonnement est donnée par le Loi Stefan-Boltzmann:
où est la surface de l'objet et 
est sa température absolue. 
est le Constante de Stefan-Boltzmann, 
.
La quantité 
est appelé émissivité. Il prend une valeur entre 0 et 1. est plus élevé pour les objets plus sombres avec des surfaces plus sombres, qui émettent et absorbent bien le rayonnement. Les surfaces brillantes absorbent et émettent beaucoup moins de radiations et ont des émissivités plus proches de 0. Une surface idéale à la fois absorbeur parfait et émetteur de rayonnement a une émissivité de 1 et est appelée corps noir.
Comme l’objet émet un rayonnement vers son environnement, il est également absorbant rayonnement des environnements. Si les environs sont à une température de , le taux net auquel un corps émet de la chaleur est donné par
Si 
il y a un rayonnement net de chaleur du corps à l'environnement.
Les objets émettent certaines longueurs d'onde de rayonnement plus que d'autres. Généralement, plus le corps est chaud, plus la longueur d’onde émise est faible. Par exemple, les étoiles les plus chaudes devraient avoir une couleur plus bleue (plus petite longueur d'onde) par rapport aux plus froides et plus rouges (plus grande longueur d'onde). Pour un corps noir idéal à une température absolue , Loi de Wien donne la longueur d'onde 
qui est le plus émis:
À la température ambiante, la longueur d'onde principale émise par les corps se situe dans la gamme des infrarouges. Le graphique ci-dessous montre la densité d'énergie d'une longueur d'onde donnée émise par un corps noir à plusieurs températures différentes..
Rayonnement - Loi de Vienne
Les thermogrammes utilisent le rayonnement thermique émis par le corps pour dépister les maladies et les caméras infrarouges permettent de «voir» dans le noir. Le rayonnement des étoiles lointaines est également utilisé pour mesurer la distance entre la Terre et les étoiles.
Différence entre la convection et le rayonnement - Thermogramme d'une maison éconergétique au premier plan, émettant beaucoup moins d'énergie thermique par rapport à une maison traditionnelle émettant beaucoup plus d'énergie (arrière-plan)
Quelle est la différence entre la convection et le rayonnement
Origine
Convection se produit à la suite de la dilatation thermique de la matière.
Radiation est le résultat du mouvement des charges dans les matériaux dû à l'énergie cinétique des molécules.
Mécanisme
Convection implique un transfert de masse d'un matériau, généralement un fluide.
Radiation implique une onde électromagnétique. La matière elle-même ne bouge pas.
Moyen
Convection nécessite un support.
Radiation ne nécessite pas de milieu et peut transférer la chaleur par le vide.
Dépendance à la température
Convection il en résulte un débit de chaleur approximativement directement proportionnel à la différence de température.
Radiation se traduit par un débit de chaleur qui dépend de la différence entre quatrième pouvoirs des températures de l'objet et de l'environnement.
