Вы калі-небудзь былі на пляжы ў сонечны дзень? У сонечны дзень на пляжы заўсёды дзьме вецер з мора на сушу. Чаму на пляжы заўсёды вецер і чаму марскі брыз (вецер, які дзьме з мора на сушу) узнікае ўдзень, а берагавы брыз (вецер, які дзьме з сушы на мора) — уначы? Чаму хмары апускаюцца на горныя схілы падчас сезона дажджоў? Чаму вецер адчуваецца прахалодным? Адказы на гэтыя пытанні тычацца ўдзельнай цеплаёмістасці сушы і мора, пашырэння, шчыльнасць і перадача цяпла канвекцыяй (цеплаперадача). Добра і правільна зразумеўшы гэтую тэму, вы зможаце адказаць на пытанні вышэй і на іншыя пытанні, якія вы можаце задаць пазней.
Перадача цяпла цеплаправоднасцю звычайна адбываецца ў цвёрдых аб'ектах або ад цвёрдых аб'ектаў да вадкіх аб'ектаў (ад вадкіх аб'ектаў да цвёрдых аб'ектаў) або ад цвёрдых аб'ектаў да газападобных аб'ектаў (ад газападобных аб'ектаў да цвёрдых аб'ектаў). У той час як перадача цяпла канвекцыяй звычайна сустракаецца ў вадкасцях (напрыклад, вадзе) і газах (напрыклад, паветры).
Канвекцыйная цеплаперадача — гэта перадача цяпла, якая суправаджаецца рухам рэчыва. Каб лепш зразумець канвекцыйную цеплаперадачу, разгледзім выпадак, напрыклад, награванне вады з дапамогай агню. Калі вада ў ёмістасці награваецца агнём, цяпло пераходзіць ад агню (высокая тэмпература) да ёмістасці (нізкая тэмпература) шляхам цеплаправоднасці і выпраменьвання. Затым цяпло пераходзіць ад ёмістасці (вышэйшая тэмпература) да вады побач з ёмістасцю (ніжэйшая тэмпература) шляхам цеплаправоднасці. Дадатковая спёка прычына суху Узровень вады каля ёмістасці павялічваецца. Павышэнне тэмпературы вады прыводзіць да пашырэння вады або павелічэння аб'ёму вады. Паколькі аб'ём вады павялічваецца, шчыльнасць Узровень вады памяншаецца. Вада каля дна ёмістасці мае больш высокую тэмпературу, чым вада над ёй. Іншымі словамі, вада каля дна ёмістасці мае большы аб'ём і меншую шчыльнасць, у той час як вада над ёй мае меншы аб'ём і большую шчыльнасць. Розніца ў шчыльнасці прымушае ваду на паверхні ёмістасці, якая мае большую шчыльнасць, рухацца ўніз, а ваду каля дна ёмістасці, якая мае меншую шчыльнасць, рухацца ўверх. Гэты працэс адбываецца бесперапынна, пакуль уся вада ўнутры не набудзе аднолькавай тэмпературы (калі ціск паветра складае 1 атмасферу, вада ў ёмістасці будзе выпарацца, г.зн. закіпець пры тэмпературы 100°F). oС).
Узнікненне наземных і марскіх брызаў таксама ўключае перадачу цяпла шляхам цеплаправоднасці і канвекцыі. Удзельная цеплаёмістасць сушы (удзельная цеплаёмістасць цвёрдага цела) ніжэйшая, чым у марской вады, таму суша награваецца хутчэй пад уздзеяннем сонечнага святла і таксама хутчэй астуджаецца ўначы. Суша награваецца хутчэй, награваючы паветра над ёй (цяпло перадаецца ад сушы да паветра шляхам цеплаправоднасці). Тэмпература паветра, якое атрымлівае дадатковае цяпло, павялічваецца, і паветра пашыраецца. У выніку шчыльнасць паветра памяншаецца. І наадварот, тэмпература марской вады халаднейшая, таму паветра над паверхняй мора таксама халаднейшае ў параўнанні з паветрам над паверхняй сушы. Паветра на ўзроўні мора халаднейшае, таму яго шчыльнасць большая. Гэтая розніца ў шчыльнасці паветра прымушае паветра на ўзроўні мора рухацца да сушы, штурхаючы паветра над ёй уверх. Чым далей ад паверхні Зямлі, тым менш паветра выпрацоўваецца з-за памяншэння сілы цяжару Зямлі. Паколькі колькасць паветра памяншаецца, ціск паветра таксама памяншаецца. Гарачае паветра над сушай, якое рухаецца ўверх, астуджаецца, таму што чым далей ад паверхні Зямлі, тым меншы ціск паветра. Затым халоднае паветра зноў рухаецца ўніз, не да паверхні сушы, а да паверхні акіяна, якая мае больш халадную тэмпературу. Гэты працэс адбываецца бесперапынна, ствараючы паток паветра ад мора да сушы. Карацей кажучы, паветра паблізу паверхні мора рухаецца да сушы, паветра паблізу паверхні сушы рухаецца ўверх, а паветра над ёй рухаецца да паверхні мора.
Чаму дым заўсёды падымаецца ўверх?
Дым падымаецца ўверх, таму што яго тэмпература вышэйшая за тэмпературу навакольнага паветра. Паколькі тэмпература дыму вышэйшая, яго аб'ём павялічваецца, а шчыльнасць памяншаецца. Меншая шчыльнасць дыму прыводзіць да ніжэйшага ціску дыму ў параўнанні з ціскам навакольнага паветра. Навакольнае паветра штурхае дым уверх.
Чаму хмары рухаюцца ўніз падчас сезону дажджоў? Падчас сезону дажджоў хмары ўтрымліваюць шмат вадзяной пары, што павялічвае іх шчыльнасць. Хмары, якія ўтрымліваюць шмат вадзяной пары і маюць высокую шчыльнасць, рухаюцца ўніз да месца, дзе навакольнае паветра мае такую ж шчыльнасць, як і хмара.
