Съдържание
- Основи на конвекцията
- Естествена и принудителна конвекция
- Конвекционни клетки
- Конвекционни клетки в атмосферата
- Други конвекционни клетки
Конвекционната клетка е система, в която течност се затопля, губи плътност и се принуждава в област с по-голяма плътност. Цикълът се повтаря и се образува модел на движение. Конвекционните клетки в атмосферата на Земята са отговорни за духането на вятъра и могат да бъдат открити в различни други природни и човешки явления.
Основи на конвекцията
Конвекцията, заедно с проводимостта и излъчването, е един от трите метода за пренос на топлина. Конвекцията се осъществява чрез действителното движение на материята. Това означава, че конвекцията може да се извършва само в газове, течности и плазма - не е твърда материя. Добър пример за конвекция е в балон с горещ въздух. Докато въздухът в балона се нагрява, молекулите, от които е съставен, се разпространяват. Това води до увеличаване на обема на въздуха, което води до намаляване на плътността. Плътната материя преминава в не толкова плътна материя, когато има шанс. Топлият въздух в балона се изтласква нагоре от по-хладния въздух на заобикалящата атмосфера, като балонът поема със себе си.
Естествена и принудителна конвекция
Естествената конвекция се осъществява, когато движението се дължи изцяло на разликите в плътността между топла и студена материя. Принудителната конвекция се случва, когато друга сила, като вентилатор или помпа, допринася за движението.
Конвекционни клетки
Необходим е източник на топлина, за да се образува конвекционна клетка. Течността се загрява от източника на топлина и се изтласква. След това течността започва да губи топлина и неизбежно се охлажда. Тази по-хладна и по-гъста материя се принуждава обратно към първоначалния източник на топлина чрез потока на новонагрята материя. Образува се система от движение, наречена конвекционна клетка. Течността ще продължи да се движи, докато съществува източник на топлина.
Конвекционни клетки в атмосферата
Конвекционните клетки се срещат в земната атмосфера както на малки, така и на големи мащаби. Морският бриз например може да бъде резултат от конвекционна клетка. Водата задържа топлината по-добре от сушата. Това означава, че когато слънцето изгрява, въздухът на сушата се затопля по-бързо от въздуха над водата. Над сушата се образува зона с ниска плътност. Въздухът с по-висока плътност от водата се стреми да го замести, създавайки океански бриз. През нощта се случва същото, но в обратен ред. В по-голям мащаб въздухът се затопля от по-високи температури в екватора, издига се и се разпространява на север и юг към полюсите, където се охлажда.
Други конвекционни клетки
Конвекционните клетки са отговорни за това, че макароните стават и потъват в съд с вряла вода. Една от силите, която допринася за изригването на лава от вулкан, е конвекцията. Конвекционните клетки дори могат да бъдат открити на слънцето.