Били ли сте някога на плажа в слънчев ден? В слънчев ден винаги духа вятър от морето към сушата на плажа. Защо винаги има вятър на плажа и защо морският бриз (вятърът, духащ от морето към сушата) се появява през деня, а сушният бриз (вятърът, духащ от сушата към морето) се появява през нощта? Защо облаците се спускат по планинските склонове по време на дъждовния сезон? Защо вятърът е хладен? Отговорите на тези въпроси са свързани със специфичната топлина на сушата и морето, разширяването, плътност и пренос на топлина чрез конвекция (топлопренос). Като разберете добре и правилно тази тема, можете да отговорите на горните въпроси и на други въпроси, които може да си зададете по-късно.
Пренос на топлина чрез проводимост обикновено се среща в твърди обекти или от твърди обекти към течни обекти (от течни обекти към твърди обекти) или от твърди обекти към газообразни обекти (от газообразни обекти към твърди обекти). Докато пренос на топлина чрез конвекция обикновено се среща в течности (напр. вода) и газове (напр. въздух).
Конвекционният топлопренос е пренос на топлина, съпроводен с движение на материята. За да разберем по-добре конвекционния топлопренос, разгледайте случай, като например нагряване на вода с помощта на огън. Когато водата в съд се нагрява с огън, топлината се премества от огъня (висока температура) към съда (ниска температура) чрез проводимост и излъчване. След това топлината се премества от съда (по-висока температура) към водата близо до съда (по-ниска температура) чрез проводимост. Допълнителната... топлина причина суху Водата близо до контейнера се увеличава. Повишаването на температурата на водата води до разширяване на водата или увеличаване на обема ѝ. Тъй като обемът на водата се увеличава, плътност Водата намалява. Водата близо до дъното на съда има по-висока температура от водата над него. С други думи, водата близо до дъното на съда има по-голям обем и по-малка плътност, докато водата над него има по-малък обем и по-голяма плътност. Разликата в плътността кара водата на повърхността на съда, която има по-голяма плътност, да се движи надолу, а водата близо до дъното на съда, която има по-малка плътност, да се движи нагоре. Този процес протича непрекъснато, докато цялата вода вътре достигне еднаква температура (Ако налягането на въздуха е 1 атмосфера, водата в съда ще се изпари, т.е. ще заври при температура от 100°C). oC).
Появата на сухоземни и морски бризове включва също пренос на топлина чрез проводимост и конвекция. Специфичната топлина на сушата (специфичната топлина на твърдо тяло) е по-ниска от тази на морската вода, следователно сушата се нагрява по-бързо, когато е изложена на слънчева светлина, и също така се охлажда по-бързо през нощта. Земята се нагрява по-бързо, нагрявайки въздуха над нея (топлинният пренос от сушата към въздуха чрез проводимост). Температурата на въздуха, който получава допълнителна топлина, се повишава и въздухът се разширява. В резултат на това плътността на въздуха намалява. Обратно, температурата на морската вода е по-хладна, така че въздухът над морската повърхност също е по-хладен в сравнение с въздуха над земната повърхност. Въздухът на морското равнище е по-студен, така че плътността му е по-голяма. Тази разлика в плътността на въздуха кара въздуха на морското равнище да се движи към сушата, избутвайки въздуха над нея нагоре. Колкото по-далеч от земната повърхност, толкова по-малко въздух се произвежда поради намаляващата гравитационна сила на Земята. Тъй като количеството въздух намалява, намалява и въздушното налягане. Горещият въздух над сушата, който се движи нагоре, се охлажда, защото колкото по-далеч от земната повърхност, толкова по-малко е въздушното налягане. След това студеният въздух се движи отново надолу, не към повърхността на сушата, а към повърхността на океана, която има по-ниска температура. Този процес протича непрекъснато, създавайки въздушен поток от морето към сушата. Накратко, въздухът близо до морската повърхност се движи към сушата, въздухът близо до повърхността на сушата се движи нагоре, а въздухът над нея се движи към морската повърхност.
Защо димът винаги се движи нагоре?
Димът се издига, защото температурата му е по-висока от тази на околния въздух. Тъй като температурата на дима е по-висока, обемът му се увеличава, а плътността му намалява. По-ниската плътност на дима води до по-ниско налягане на дима в сравнение с налягането на околния въздух. Околният въздух изтласква дима нагоре.
Защо облаците се движат надолу по време на дъждовния сезон? По време на дъждовния сезон облаците съдържат много водна пара, което увеличава плътността им. Облаците, които съдържат много водна пара и имат висока плътност, се движат надолу към място, където околният въздух има същата плътност като облака.
