3 Esimerkkejä lämmönsiirrosta konvektiolla
1. Selitä esimerkkien avulla merkitys lämmönsiirto konvektiolla ?
Keskustelu
Konvektiolämmönsiirto on lämmönsiirtoa, johon liittyy aineen liike. Ajatellaanpa esimerkiksi alumiinisäiliössä olevaa vettä, jota lämmitetään liedellä. Aluksi lämpö siirtyy johtumalla ja säteilyllä liekistä alumiinisäiliöön ja sitten johtumalla alumiinisäiliöstä veteen.
Konvektiolämmönsiirto alkaa, kun alumiinisäiliön lähellä oleva vesi saa lisää lämpöä, jolloin sen lämpötila nousee ja vesi laajenee. Tämä laajeneminen vähentää sen tiheyttä, jolloin vesi nousee pintaan. Tämä vesi korvautuu vedellä, jonka lämpötila on alhaisempi ja tiheys suurempi. Tämä prosessi jatkuu ja luo konvektiovirran säiliön sisään. Prosessi pysähtyy, kun kaikki vesi saavuttaa pinnan. suhu sama tai kun vesi kiehuu.
Toinen esimerkki on tuuli. Tuuli on liikkeessä olevaa ilmaa. Ilma liikkuu, jotta lämpö voi siirtyä korkean lämpötilan alueilta matalan lämpötilan alueille.
2. Onko mahdollista, että lämmönsiirtoa konvektion avulla tapahtuu kiinteiden aineiden atomien/molekyylien välillä?
Keskustelu
Konvektiolämmönsiirto on lämmön siirtymistä, johon liittyy aineen, esimerkiksi ilman ja meriveden, liike. Liikkuvaa ilmaa kutsutaan tuuleksi. Kun ilma liikkuu, myös lämpö liikkuu sen mukana.
Lämmön siirtymistä konvektion avulla tapahtuu vain virtaavissa aineissa, joita kutsutaan nesteiksi. Virtaavat aineet ovat nesteitä ja kaasuja, kun taas kiinteät aineet eivät voi.
3. Lämmön siirtyminen konvektion avulla voi tapahtua luonnollisesti tai keinotekoisesti. Luettele ja selitä joitakin esimerkkejä!
Keskustelu
Esimerkkejä luonnossa tapahtuvasta lämmönsiirrosta konvektion avulla ovat tuulen muodostuminen (esimerkiksi maa- ja merituulet), kuuman veden muodostuminen, tulesta aina ylöspäin liikkuva savu jne.
Esimerkkejä ihmisen aiheuttamasta konvektiolämmönsiirrosta ovat savun siirtyminen savupiippujen läpi, veden siirtyminen lämminvesilaitteissa, hiustenpuhaltimissa jne.
