Содержание
- Основы конвекции
- Естественная и принудительная конвекция
- Конвекционные ячейки
- Конвекционные ячейки в атмосфере
- Другие конвекционные ячейки
Конвекционная ячейка - это система, в которой жидкость прогревается, теряет плотность и вытесняется в область большей плотности. Цикл повторяется и образуется форма движения. Конвекционные камеры в атмосфере Земли ответственны за дуновение ветра, и могут быть найдены во множестве других природных и техногенных явлений.
Основы конвекции
Конвекция, наряду с проводимостью и излучением, является одним из трех методов теплопередачи. Конвекция происходит посредством фактического движения материи. Это означает, что конвекция может иметь место только в газах, жидкостях и плазме, а не в твердом веществе. Хороший пример конвекции в воздушном шаре. Когда воздух в воздушном шаре нагревается, молекулы, из которых он состоит, растекаются. Это приводит к увеличению объема воздуха, что приводит к уменьшению плотности. Плотная материя переходит в менее плотную материю, когда у нее есть шанс. Теплый воздух в воздушном шаре выталкивается вверх более холодным воздухом окружающей атмосферы, унося воздушный шар с собой.
Естественная и принудительная конвекция
Естественная конвекция имеет место, когда движение полностью обусловлено разницей в плотности между теплым и холодным веществом. Принудительная конвекция происходит, когда движению способствует другая сила, например, вентилятор или насос.
Конвекционные ячейки
Для формирования конвекционной ячейки необходим источник тепла. Жидкость нагревается источником тепла и отталкивается. Затем жидкость начинает терять тепло и неизбежно остывает. Этот более холодный, более плотный материал вытесняется обратно к первичному источнику тепла потоком недавно нагретого вещества. Система форм движения, называемая конвекционной ячейкой. Жидкость будет продолжать двигаться до тех пор, пока присутствует источник тепла.
Конвекционные ячейки в атмосфере
Конвекционные ячейки встречаются в атмосфере Земли как в малых, так и в больших масштабах. Например, морской бриз может быть результатом конвекционной ячейки. Вода держит тепло лучше, чем земля. Это означает, что когда солнце встает, воздух на суше нагревается быстрее, чем воздух над водой. Район низкой плотности формируется над землей. Воздух высокой плотности из воды стремится заменить его, создавая океанский бриз. Ночью происходит то же самое, но наоборот. В более широком масштабе воздух нагревается от более высоких температур на экваторе, поднимается и распространяется на север и юг к полюсам, где он охлаждается.
Другие конвекционные ячейки
Конвекционные камеры отвечают за то, чтобы макароны поднимались и тонули в кастрюле с кипящей водой. Одной из сил, которые способствуют извержению лавы из вулкана, является конвекция. Конвекционные клетки можно найти даже на солнце.