Conţinut
- Bazele convecției
- Convecție naturală și forțată
- Celule de convecție
- Celule de convecție în atmosferă
- Alte celule de convecție
O celulă de convecție este un sistem în care se încălzește un fluid, își pierde densitatea și este forțată într-o regiune cu densitate mai mare. Ciclul se repetă și se formează un model de mișcare. Celulele de convecție din atmosfera Pământului sunt responsabile de suflarea vântului și pot fi întâlnite într-o varietate de alte fenomene naturale și artificiale.
Bazele convecției
Convecția, împreună cu conducta și radiația, este una dintre cele trei metode de transfer de căldură. Convecția are loc prin mișcarea reală a materiei. Aceasta înseamnă că convecția poate avea loc doar în gaze, lichide și plasmă - nu în materie solidă. Un bun exemplu de convecție este într-un balon cu aer cald. Pe măsură ce aerul din balon se încălzește, moleculele din care este compus se răspândesc. Aceasta duce la o creștere a volumului de aer, ceea ce duce la o scădere a densității. Materia densă se deplasează în materie mai puțin densă ori de câte ori are șanse. Aerul cald din balon este împins în sus de aerul mai răcoros al atmosferei din jur, luând balonul cu acesta.
Convecție naturală și forțată
Convecția naturală are loc atunci când mișcarea se datorează în totalitate diferențelor de densitate între materia caldă și cea rece. Convecția forțată se întâmplă când o altă forță, cum ar fi un ventilator sau o pompă, contribuie la mișcare.
Celule de convecție
O sursă de căldură este necesară pentru formarea unei celule de convecție. Lichidul este încălzit de sursa de căldură și este împins departe. Lichidul începe apoi să piardă căldură și inevitabil se răcește. Această materie mai rece și mai densă este forțată să revină către sursa de căldură inițială prin fluxul de materie nou încălzită. Se formează un sistem de mișcare, numit celulă de convecție. Lichidul va continua să se miște atâta timp cât este prezentă sursa de căldură.
Celule de convecție în atmosferă
Celulele de convecție apar în atmosfera Pământului la scară mică și mare. O briză de mare, de exemplu, poate fi rezultatul unei celule de convecție. Apa ține căldură mai bine decât pământul. Aceasta înseamnă că atunci când răsare soarele, aerul de pe uscat se încălzește mai repede decât aerul de deasupra apei. Pe suprafață se formează o zonă cu densitate mică. Aerul cu densitate mai mare din apă încearcă să-l înlocuiască, creând o adiere oceanică. Noaptea se întâmplă același lucru, dar invers. La o scară mai mare, aerul este încălzit de temperaturi mai ridicate la ecuator, se ridică și se răspândește spre nord și sud spre poli, unde este răcit.
Alte celule de convecție
Celulele de convecție sunt responsabile pentru ca macaroanele să se ridice și să se scufunde într-un vas cu apă clocotită. Una dintre forțele care contribuie la erupția lavelor dintr-un vulcan este convecția. Celulele de convecție pot fi găsite chiar și la soare.