Zawartość
- Podstawy konwekcji
- Konwekcja naturalna i wymuszona
- Komórki konwekcyjne
- Komórki konwekcyjne w atmosferze
- Inne komórki konwekcyjne
Komórka konwekcyjna to układ, w którym płyn jest podgrzewany, traci gęstość i jest wtłaczany do obszaru o większej gęstości. Cykl się powtarza i tworzy się wzór ruchu. Komórki konwekcyjne w atmosferze ziemskiej są odpowiedzialne za podmuch wiatru i można je znaleźć w różnych innych zjawiskach naturalnych i spowodowanych przez człowieka.
Podstawy konwekcji
Konwekcja, wraz z przewodzeniem i promieniowaniem, jest jedną z trzech metod przenoszenia ciepła. Konwekcja odbywa się poprzez rzeczywisty ruch materii. Oznacza to, że konwekcja może zachodzić tylko w gazach, cieczach i plazmie - a nie w ciałach stałych. Dobrym przykładem konwekcji jest balon na gorące powietrze. Gdy powietrze w balonie jest podgrzewane, cząsteczki, z których się składa, rozprzestrzeniają się. Prowadzi to do wzrostu objętości powietrza, co prowadzi do zmniejszenia gęstości. Gęsta materia przechodzi w mniej gęstą materię, gdy tylko ma na to szansę. Ciepłe powietrze w balonie jest popychane w górę przez chłodniejsze powietrze otaczającej atmosfery, zabierając ze sobą balon.
Konwekcja naturalna i wymuszona
Naturalna konwekcja ma miejsce, gdy ruch jest całkowicie spowodowany różnicami gęstości między ciepłą i zimną materią. Wymuszona konwekcja występuje, gdy inna siła, taka jak wentylator lub pompa, przyczynia się do ruchu.
Komórki konwekcyjne
Aby powstało ogniwo konwekcyjne, wymagane jest źródło ciepła. Płyn jest podgrzewany przez źródło ciepła i jest wypychany. Płyn zaczyna tracić ciepło i nieuchronnie się ochładza. Ta chłodniejsza, gęstsza materia jest wypychana z powrotem w kierunku początkowego źródła ciepła przez przepływ nowo ogrzanej materii. System form ruchu, zwany komórką konwekcyjną. Płyn będzie się poruszał tak długo, jak długo będzie obecne źródło ciepła.
Komórki konwekcyjne w atmosferze
Komórki konwekcyjne występują w atmosferze ziemskiej zarówno w małej, jak i dużej skali. Na przykład bryza morska może być wynikiem działania komórki konwekcyjnej. Woda lepiej utrzymuje ciepło niż ziemia. Oznacza to, że gdy wschodzi słońce, powietrze na lądzie ogrzewa się szybciej niż powietrze nad wodą. Nad ziemią tworzy się obszar o niskiej gęstości. Powietrze o większej gęstości z wody stara się go zastąpić, tworząc morską bryzę. W nocy dzieje się to samo, ale na odwrót. Na większą skalę powietrze jest ogrzewane przez wyższe temperatury na równiku, unosi się i rozprzestrzenia na północ i południe w kierunku biegunów, gdzie jest chłodzone.
Inne komórki konwekcyjne
Komórki konwekcyjne są odpowiedzialne za podniesienie makaronu i zanurzenie w garnku z wrzącą wodą. Jedną z sił przyczyniających się do erupcji lawy z wulkanu jest konwekcja. Komórki konwekcyjne można nawet znaleźć na słońcu.