Radyasyon, Konveksiyon ve İletim Arasındaki Bağlantı Nedir?

Radyasyon, taşınım ve iletme, ısının aktarılabileceği üç farklı yoldur. Konveksiyon ve iletkenlik, ısı transferinde madde gerektirir. Radyasyon ısıyı uzayda enerji şeklinde, dalga şeklinde aktarır. Bu üç ısı transfer yöntemi farklı prensipler içermekle birlikte, bunların hepsi, ısı fiziğine veya termal enerjiye dayalı olarak anlaşılabilir.

Madde, termal enerjiyi aktarmak için birbirleriyle etkileşime giren parçacıklardan oluşur. Daha yüksek sıcaklığa sahip bir malzeme daha düşük sıcaklığa sahip bir malzeme ile temas ettiğinde, sıcaklık daha sıcaktan daha soğuk malzemeye akar. Bu işlem, iki malzeme aynı sıcaklıkta olana ve bir termal denge durumuna ulaşana kadar devam edecektir.

İletim sırasında, daha sıcak bir madde parçası daha soğuk bir madde parçasıyla temas eder ve ısı, sıcak bölgeden daha soğuk bölgeye akar. Isı, sıcak maddenin hızlı hareket eden parçacıklarının, daha soğuk maddenin daha yavaş, daha yavaş hareket eden moleküllerine enerji aktarması nedeniyle gerçekleştirilir. Bir malzemenin ısı iletme yeteneği moleküler yapısına ve tutarlılığına bağlıdır. Örneğin, metaller ahşaptan daha iyi ısı iletkenleridir ve katılar, sıvılardan daha iyi ısı iletkenleridir.

Konveksiyon, farklı bir partikül hareketi prensibine dayanarak ısı iletir. Parçacıklar büyük miktarda termal enerjiye sahip olduğunda, bu enerji onların daha hızlı hareket etmelerine ve dağılmalarına neden olarak malzemeyi daha yoğun hale getirir. Soğuk bir bölgedeki parçacıklar daha az enerjiye sahiptir ve yavaş hareket ederek daha fazla yoğunluğa yol açar. Sıvılar ve gazlarda, bu prensip, daha sıcak bölgeler tepeye yükselirken, malzemenin daha aşağıya batan bölgelerinin daha soğuk olmasına neden olur.

Bu düzende sıvı veya gazın dolaşımı ile bir akım oluşur. Buna konveksiyon akımı denir. Atmosferde, örneğin, sıcak hava yükselirken soğuk hava batar ve dolaşım oluşturur.

Üçüncü ısı transferi yöntemi olan radyasyon, hiç bir şey gerektirmez ve parçacıkların etkileşimine bağlı değildir. Bir örnek güneş radyasyonu. Güneşten gelen ısı, boşluktaki boşluktan geçmesine rağmen dünyaya ulaşır. Radyasyon durumunda, termal enerji dalgalar halinde bulunur. Görünür ışık gibi bir elektromanyetik radyasyon türüdür.

Atomlar, radyasyon enerjisini elektronları vasıtasıyla emerek enerjiyi atom içinde daha yüksek bir seviyeye taşımak için kullanır. Bu enerji, elektron orijinal seviyesine düştüğünde tekrar yayılabilir. Radyasyonun varlığındaki bir cismin sıcaklığı, ne kadar enerjiyi emdiğine karşı ne kadar emdiğine bağlıdır, dolayısıyla yaydığı enerjiden daha fazla enerji emen bir nesne sıcaklıkta yükselecektir.