열전달에서 복사, 전도 대류의 차이점은?
열을 전달하는 메커니즘에는 크게 3가지가 있습니다. 열을 전달하는 메커니즘 복사, 전도, 대류의 차이점은 무엇인지 설명해주세요.
안녕하세요. 강상우 전문가입니다.
먼저 전도는 사람이 일렬로 서있는데 첫번째 사람이 뜨거운 공을 들고 뒤로 넘기는 모습을 상상해보세요.
대류는 그 뜨거운 공을 든 사람이 계속 원을 돌고있다 보시면 됩니다.
마지막으로 복사는 태양이 우리를 내리쬐면 뜨거워지는 현상을 떠올리세요. 매질은 필요없는 방법입니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
말씀대로
열전달의 메커니즘은
복사, 전도 , 대류의 큰 3가지 메카니즘으로 구분되는데요
차이점을 정리해보면
복사는
열을 전달하게 되는 물체, 즉 매질이 필요없이
전자기파 형식으로 바로 열이 전달되는 방식입니다.
주로 적외선, 가시광선, 자외선 등 전자기파 형태로 전달되며
진공상태에서도 열 전달이 가능합니다.
다만 거리가 늘어나면 거리의 제곱에 반비례해서 열전달 양이 감쇠됩니다.
전도는
고온 부에서 저온부로 물질의 접촉을 통해 직접적으로 전달되는 방식으로
고체,액체 기체 등 매질이 필요한 방식으로, 고체를 통한 전달이 가장 잘 됩니다.
물질의 연전도율에 따라 전도효율이 달라지며,
열전도율이 상대적으로 높은 금속류에서 열을 잘 전달합니다.
온도변화율에 따라 비례해서 열이 전달 됩니다.
즉, 닿아있는 한쪽 온도가 높아질수록 비례해서 전도도 잘 되는 방식입니다.
대류는
유체의 큰 유동움직임에 의해 열이 전달되는 방식으로 액체나 기체에서 전달되는 방식입니다.
유체의 온도차에 따른 밀도 변화로 자연스럽게 이동 하는 방식은 자연대류이며
강제적인 펌프나 팬에 의해 순환시키는 것은 강제대류 방식입니다.
하지만 실질적으로 공기가 대류에 의해 거시적인 움직임을 보이면서
공기 자체가 순환으로 열을 가지고 이동하는 부분이 있다 하더라도
미시적인 관점에서는
예를 들면 온돌방에서 앉아있을 때
방안의 공기가 자연대류로 순환하며 전체적인 공간의 온도를 변경시키며 열전달을 하는 것은 대류이나
그 공기가 닿는 벽이나 천정에서의 공기와 면의 미시적 부분은 공기입자와 벽같은 전도로 열이 전달되는 부분으로
볼 수 있습니다.
이 세가지 열전달 메커니즘은 실제 생활 환경에서보면
딱 하나면 적용된다기 보단 복합적으로 이뤄지는데요
가장 예를 들기 쉬운것이 바닥 난방 시스템으로
바닥의 열원을 통한 복사, 가열된 바닥에 의한 공기의 접촉면에서의 미시적인 전도,
그에따른 공기자체의 온도변화에 따른 거시적인 대류
이렇게 복잡적으로 열전달의 매커니즘이 이뤄진다 보시면 좋겠습니다.
안녕하세요. 이주형 전문가입니다.
복사는 매질 없이 전자기파를 통해 열이 이동하는 방식입니다.
전도는 분자 간 충돌로 열이 고체 내부에서 전달되는 과정입니다.
대류는 유체의 흐름에 의해 온도 차이가 순환을 일으키며 열이 이동하는 현상입니다.
안녕하세요. 조일현 전문가입니다.
전도는 물질 내부에서 분자의 직접적인 접축을 통해 열이 전달되는 방식입니다.
이는 금속 숟가락의 한쪽 끝을 가열하면 다른 쪽 끝도 뜨거워지는 형상을 말합니다.
대류는 유체의 움직임을 통해 열이 전달되는 과정입니다.
이는 끓는 물에서 뜨거운 물이 상승하고 차가운 물이 하강하는 순환과정 입니다.
복사는 전자기파를 통해 열이 전달되는 방식이며, 매질 없이도 발생할 수 있습니다.
이는 태양열이 지구에 도달 하는 과정 입니다.
전도와 대류는 매질이 필요하지만, 복사는 매질 없이도 발생이 가능합니다.
일반적으로 대류가 전도보다 빠르며, 복사는 장거리에서 가장 효율적입니다.
전도는 고체에서, 대류는 유체에서, 복사는 진공이나 매질이 없는 상황에서 주로 적용됩니다.
안녕하세요. 황성원 전문가입니다.
열전달에서 복사, 전도, 대류는 각각 다른 방식으로 열이 전달되는 과정을 설명합니다.
복사는 열이 전자기파의 형태로 전달되는 방식입니다. 물질의 상태에 관계없이 열이 전달될 수 있습니다.
열이 전자기파(주로 적외선)로 전달되므로 매개체가 필요하지 않습니다. 예를 들어, 태양의 열이 지구로 전달되는
방식이 복사입니다.
그리고 전도는 고온의 부분에서 저온의 부분으로 열이 직접 전달되는 방식입니다. 주로 고체에서 발생하며 분자나
원자 간의 충돌을 통해 열이 전달됩니다. 이것은 매개체가 필요하며 물질 내에서 입자들이 열 에너지를 전달하는 방식
입니다. 열이 물질 내부에서 고온에서 저온으로 흐르게 됩니다.
마지막으로 대류는 유체(기체 또는 액체) 내에서 열이 전달되는 방식으로 뜨거운 유체가 상승하고 차가운 유체가 내려
가면서 열이 전달됩니다. 유체의 흐름에 의한 열 전달로 열에 의해 유체가 움직이면서 열을 운반합니다. 일반적으로
기체나 액체에서 발생하는 현상입니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
열전달에서 복사,전도,대류는 각각 다른 메커니즘을 통해 열을 전달합니다.
복사 : 물체가 방출하는 전자기파(주로 적외선)를 통해 열이 전달됩니다. 매질이 필요없으며, 진공에서도 발생할수있습니다. 예를들어, 태양의 열이 지구에 도달하는 방식입니다.
전도 : 고체 내에서 분자 간의 직접적인 접촉을 통해 열이 전달됩니다. 온도가 높은 부분의 분자가 진동하면서 인근의 차가운 분자에게 에너지를 전달합니다.
대류 : 유체(액체나 기체) 내에서 열이 전달되는 방식으로, 유체의 흐름에 의해 열이 이동합니다. 온도가 높은 부분의 유체가 상승하고, 차가운 유체가 하강하는 순환을 통해 열이 분산됩니다.
이 세가지 메커니즘은 각각 다양한 상황에서 열전달을 수행합니다.