Estiveches algunha vez nunha praia nun día soleado? Nun día soleado, sempre hai vento que sopra do mar cara a terra na praia. Por que hai sempre vento na praia e por que se produce brisa mariña (vento que sopra do mar cara a terra) durante o día e brisa terrestre (vento que sopra da terra cara ao mar) pola noite? Por que as nubes descenden polas ladeiras das montañas durante a estación das chuvias? Por que se sente fresco o vento? As respostas a estas preguntas relaciónanse coa calor específica da terra e do mar, a expansión, a densidade e a transferencia de calor por convección ( transferencia de calor ). Ao comprender ben e correctamente este tema, podes responder ás preguntas anteriores e a outras preguntas que poidas facer máis tarde.
A transferencia de calor por condución adoita ocorrer en sólidos ou de sólidos a líquidos (líquidos a sólidos) ou de sólidos a gases (gases a sólidos). Mentres tanto, a transferencia de calor por convección adoita ocorrer en líquidos (por exemplo, auga) e gases (por exemplo, aire).
A transferencia de calor por convección é a transferencia de calor acompañada do movemento de materia. Para comprender mellor a transferencia de calor por convección, considere un caso, como o quecemento da auga mediante lume. Cando a auga nun recipiente se quenta con lume, a calor móvese do lume (temperatura alta) ao recipiente (temperatura baixa) por condución e radiación. A calor móvese entón do recipiente (temperatura máis alta) á auga preto del (temperatura máis baixa) por condución. A calor adicional fai que a temperatura da auga preto do recipiente aumente. O aumento da temperatura fai que a auga se expanda, aumentando o seu volume. A medida que o volume aumenta, a súa densidade diminúe. A auga preto do fondo do recipiente ten unha temperatura máis alta que a auga que está enriba. Noutras palabras, a auga preto do fondo do recipiente ten un volume maior e unha densidade menor, mentres que a auga que está enriba ten un volume menor e unha densidade maior. A diferenza de densidade fai que a auga na superficie do recipiente, que ten unha maior densidade, se mova cara abaixo e a auga preto do fondo do recipiente, que ten unha densidade menor, se mova cara arriba. Este proceso ocorre continuamente ata que toda a auga do interior teña a mesma temperatura (se a presión do aire é de 1 atmosfera, a auga do recipiente evaporarase, é dicir, ferverá a unha temperatura de 100 ° C).
A aparición de brisas terrestres e mariñas tamén implica a transferencia de calor por condución e convección. A calor específica da terra (a calor específica dun sólido) é menor que a da auga do mar, polo que a terra quéntase máis rápido cando se expón á luz solar e tamén arrefría máis rápido pola noite. A terra quéntase máis rápido, quentando o aire que está sobre ela (transfírese de calor da terra ao aire por condución). A temperatura do aire que recibe a calor adicional aumenta e o aire expándese. Como resultado, a densidade do aire diminúe. Pola contra, a temperatura da auga do mar é máis fría, polo que o aire que está sobre a superficie do mar tamén é máis frío, en comparación co aire que está sobre a superficie terrestre. O aire ao nivel do mar é máis frío, polo que a súa densidade é maior. Esta diferenza na densidade do aire fai que o aire ao nivel do mar se mova cara á terra, empurrando o aire que está sobre el cara arriba. Canto máis lonxe da superficie da Terra, menos aire se produce debido á forza gravitatoria decrecente da Terra. Debido a que a cantidade de aire diminúe, a presión do aire tamén diminúe. O aire quente sobre a terra que se move cara arriba arrefría porque canto máis lonxe da superficie terrestre, menos presión de aire hai. O aire frío móvese entón cara abaixo de novo, non cara á superficie terrestre senón cara á superficie do océano, que ten unha temperatura máis fría. Este proceso ocorre continuamente, creando un fluxo de aire do mar á terra. En resumo, o aire preto da superficie do mar móvese cara á terra, o aire preto da superficie terrestre móvese cara arriba e o aire sobre ela móvese cara á superficie do mar.
Por que o fume sempre se move cara arriba?
O fume ascende porque a súa temperatura é maior que a do aire circundante. Debido a que a temperatura do fume é maior, o seu volume aumenta e a súa densidade diminúe. A menor densidade do fume resulta nunha menor presión do fume en comparación coa presión do aire circundante. O aire circundante empurra o fume cara arriba.
Por que se moven as nubes cara abaixo durante a estación das chuvias? Durante a estación das chuvias, as nubes conteñen moito vapor de auga, o que aumenta a súa densidade. As nubes que conteñen moito vapor de auga e teñen unha alta densidade móvense cara abaixo cara a un lugar onde o aire circundante ten a mesma densidade que a nube.
