Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Как работает конвекция
- Конвекция океана
- Конвекция в воздухе
- Конвекция на Земле
Конвекционные потоки переносят тепло из одного места в другое путем массового движения жидкости, такой как вода, воздух или расплавленная порода. Функция теплопередачи конвективных течений управляет океаническими течениями Земли, атмосферной погодой и геологией. Конвекция отличается от проводимости, которая является передачей тепла между веществами, непосредственно контактирующими друг с другом.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Конвекционные потоки зависят от постоянного циклического движения воздуха, воды и других веществ для распределения тепла. Например, когда нагретый воздух поднимается, он вытягивает более холодный воздух на свое место - где он может нагреваться, подниматься и втягивать больше холодного воздуха.
Как работает конвекция
Конвекционные токи образуются, потому что нагретая жидкость расширяется, становясь менее плотной. Менее плотная нагретая жидкость поднимается от источника тепла. Когда он поднимается, он вытягивает более холодную жидкость, чтобы заменить ее. Эта жидкость в свою очередь нагревается, поднимается и вытягивает более холодную жидкость. Этот цикл устанавливает круговой ток, который прекращается только тогда, когда тепло равномерно распределяется по жидкости. Например, горячий радиатор сразу нагревает воздух вокруг него. Воздух поднимается к потолку, вытягивая более холодный воздух с потолка в радиатор для обогрева. Этот процесс повторяется до тех пор, пока воздух в комнате не нагреется равномерно.
Конвекция океана
Конвекция движет Гольфстрим и другие потоки, которые переворачивают и смешивают воды в Мировом океане. Холодная полярная вода стекает с более высоких широт и опускается на дно океана, стягивается к экватору, поскольку более легкая и теплая вода поднимается к поверхности океана. Более теплая вода вытягивается на север, чтобы заменить холодную воду, вытянутую на юг. Этот процесс распределяет тепло и растворимые питательные вещества по всему миру.
Конвекция в воздухе
Конвекция управляет циркуляцией воздуха в земной атмосфере. Солнце нагревает воздух у экватора Земли, который становится менее плотным и поднимается вверх. Когда он поднимается, он охлаждается и становится менее плотным, чем воздух вокруг него, снова распространяясь и опускаясь к экватору. Эти постоянно движущиеся клетки теплого и холодного воздуха, известные как клетки Хэдли, управляют непрерывной циркуляцией воздуха на поверхности земли, которую мы называем ветром. Атмосферные конвекционные потоки также поддерживают облака.
Конвекция на Земле
Геологи считают, что расплавленная порода глубоко в земле циркулирует под действием конвекционных потоков. Горная порода находится в полужидком состоянии и должна вести себя как любая другая жидкость, поднимаясь со дна мантии после того, как станет горячей и менее плотной от тепла земного ядра. Поскольку камень теряет тепло в земной коре, он становится относительно более холодным и плотным, опускаясь обратно к ядру. Предполагается, что эти постоянно циркулирующие ячейки из более горячей и холодной расплавленной породы способствуют нагреву поверхности. Некоторые геологи считают, что конвекционные потоки внутри Земли являются причиной вулканов, землетрясений и дрейфа континентов.