Compararea transferului de căldură prin convecție și conducere

Sursă Originală: https://atmos.uw.edu/~durrand/demos/convection_conduction.htm

Dale Durran și Yaga Beres

Scop:

Pentru a compara două metode de transfer de căldură în atmosferă: convecție și conducție 

Echipament:

Două pahare cilindrice înalte, apă, coloranți alimentari, 2 recipiente de salsa, o bucată scurtă de lanț metalic. 

Pregatire precoce:

Lanțul metalic este plasat într-un singur container de salsa. Ulterior, ambele recipiente de salsa sunt umplute cu cantități egale de apă vopsite de culoarea alimentelor și introduse în congelator până când apa este înghețată. 

Procedură:

1) Două pahare înalte, A și B, sunt umplute cu apă fierbinte (numai 3/4 pline).

2) Bucățile de gheață sunt scoase din recipientele de salsa și puse cu grijă în paharele înalte: Gheața cu lanț în Beaker A; gheața fără lanț în Beaker B. 
  
 

Ce se întâmplă?

Explicaţie:

Apa caldă este mai puternică decât apa rece. Deoarece apa calda este sub gheata si apa rece din Beaker B, apa calda se ridica, in timp ce apa rece se scufunda. Aceasta este convecția în acțiune!

În Beaker A, pe de altă parte, apa caldă plutitoare acoperă gheața rece. Acesta este un aranjament foarte stabil, iar convecția nu are loc. Transferul de căldură are loc doar prin conducere în acest caz. 
 

Concluzie:

În fluide, cum ar fi apa și aerul, convecția este o metodă mult mai eficientă de transfer de căldură decât conducerea. Această diferență de eficiență a produs diferența dramatică în timpul necesar pentru topirea gheții. Deși conducerea a fost la lucru în ambele cazuri, a transferat mult mai puțină căldură decât convecția.