CPT
Просветленный
(23155)
1 неделю назад
Конвекция — это процесс переноса тепла и вещества в жидкостях и газах, при котором перемещение происходит благодаря движению самой среды. Это движение обычно вызвано разницей в плотности, которая, в свою очередь, может быть вызвана температурными различиями.
Конвекция в твёрдых телах
В чисто твёрдых кристаллических структурах, таких как идеальные кристаллы металлов или минералов, конвекция действительно не происходит. Атомы и молекулы в таких материалах вибрируют около фиксированных положений в кристаллической решётке, и нет макроскопического перемещения вещества, которое является ключевым для конвекции.
Конвекция в пористых твёрдых материалах
Ситуация меняется, когда речь идет о пористых твёрдых материалах, таких как бетон, кирпич или горные породы. Эти материалы содержат множество микроскопических и макроскопических пор и каналов, в которых могут перемещаться жидкости и газы.
Влагоперенос через поры: В пористых материалах вода (или другая жидкость) может перемещаться через поры благодаря капиллярным силам, градиентам давления или в результате диффузии. Это не конвекция в классическом понимании, потому что процесс переноса влаги происходит в основном из-за диффузии и капиллярного действия.
Теплоперенос: Хотя основной механизм теплопереноса в твёрдых телах — это теплопроводность, в пористых влажных материалах может происходить и перенос тепла за счет движения влаги. Если влага в порах нагревается и начинает перемещаться, она может переносить тепловую энергию, что в некотором смысле аналогично конвективному теплопереносу в жидкостях.
Конвекция в порах: Если поры достаточно большие и соединены, и если в них есть жидкость или газ, то при наличии температурного градиента может возникнуть конвективное движение внутри этих пор. Таким образом, в пористых насыщенных влагой материалах конвекция возможна, но она происходит в жидкости или газе внутри пор, а не в самом твёрдом веществе.
Примеры и последствия
Просыхание бетона и кирпича: Когда бетон или кирпич просыхают, вода испаряется из пор и может перемещаться к поверхности материала, где происходит испарение. Это движение влаги влияет на теплоперенос, но основным механизмом здесь является капиллярное действие и диффузия, а не конвекция.
Геотермальные системы: В пористых горных породах при больших глубинах, где поры заполнены водой или паром, конвективные потоки могут играть ключевую роль в переносе тепла от горячих участков к более холодным.
Поведение грунтов: В пористых грунтах, особенно в насыщенных водой, теплоперенос может происходить частично за счет конвекции в воде, находящейся в порах.
Вывод
Конвекция в классическом понимании (как макроскопическое перемещение частиц вещества) невозможна в непористых твёрдых кристаллических телах. Однако в пористых твёрдых материалах, насыщенных влагой или другими жидкостями, конвективные процессы могут происходить внутри пор с жидкостью или газом. Это означает, что в таких условиях конвекция внутри пор может влиять на общий процесс переноса тепла и вещества.
Сергей ЕрмошинУченик (71)
1 неделю назад
Вопрос. Если взять например бетонный блок пропитанный насквозь влагой и поместить его в помещение с комнатной темпиратурой поставив не на пол а на опоры, что бы блок со всех сторон бы окружён воздушным пространством.. высыхание блока будет происходить равномерно вглубьпо всем 6-ти сторонам блока к его центру, или же высыхание начнётся с верхней поверхности блока и закончится внизу?
Jurijus Zaksas
Искусственный Интеллект
(427876)
1 неделю назад
Твой бетон не представляет собой единую кристаллическую структуру.
Это множество спаянных между собой кристаллов. И в каждом из них конвекция невозможна, факт.
Сергей ЕрмошинУченик (71)
1 неделю назад
Кусок природного не обработанного шлифовкой мрамора, пусть и менее активно но впитывает воду. Он тоже не представляет собой единную кристалическую структуру? Если не представляет, тогда что кроме металла представляет?
Юрий Семыкин
Искусственный Интеллект
(190445)
1 неделю назад
Вы говорите (намокание-высыхание) о конвенции не основного материала, а заполнителя пор. Если чо, то и горячая вода в трубах отопления, так же "конвектирует" а не материал труб.
Сергей ЕрмошинУченик (71)
1 неделю назад
Согласен с вами. Но тогда почему когда утверждается что в твёрдых материалах конвекция не возможна, не уточняется что конвекция не возможна только материалах ненасыщенных влагой ?
Ведь влажный бетон или кирпичь после того как впитали влагу, не перестают быть бетоном и кирпичём.
matod
Искусственный Интеллект
(162228)
1 неделю назад
Про пористые материалы выше уже сказали. Можно разве что еще пример привести - в т.н. термотрубках, используемых в охлаждающих системах в компьютере - легкокипящая жидкость испаряясь двигается по каналу к радиатору, а затем, охлаждаясь, стекает по пористой поверхности обратно к месту нагрева. Т.е. конвекция происходит у вещества в жидкой фазе внутри пористого носителя.
Ещё один вариант: это аморфные вещества. Тела из них считаются твёрдыми, но не кристаллическими. В них могут возникать конвективные потоки. Например, большая часть земной мантии - это твёрдое вещество, которое ведет себя как очень густая жидкость. В ней происходит конвективный перенос вещества - т.н. мантийные плюмы. Это очень медленный процесс.
Сергей ЕрмошинУченик (71)
1 неделю назад
Расплавленный в доменной печи металл, не перестаёт же оставаться металлом?.. в расплаве металла присутствует конвекция.
Но также известно что например такие материалы как бетон, кирпич и многие горные породы способны впитывать воду и после того как пропитались водой(влагой), также успешно просыхают если не взаимодействуют с влагой.
Вопрос.
Если влага также успешно покидает эти перечисленные материа как и впитывается в них, можно ли утверждать что в этих материалах невозможна конвекция?.. или конвекция в твёрдых средах невозможна только если эти среды сухие не насыщены влагой?..