Artigo sobre a transferencia de calor por convección
Estiveches algunha vez na praia cando facía sol? Nun día despexado, na praia, sempre hai vento que sopra do mar. Por que hai sempre vento na praia e por que a brisa mariña (os ventos que sopran do mar á terra) se produce durante o día e a brisa terrestre (os ventos que sopran da terra ao mar) se produce pola noite? Por que na estación das chuvias poden as nubes baixar ás ladeiras? Por que se sente fresco o vento? As respostas a estas preguntas están relacionadas coa calor específica da terra e do mar, a expansión, a densidade e a transferencia de calor por convección!
Ao comprender ben e correctamente o tema, podes responder ás preguntas anteriores e a outras preguntas que poidas facer máis adiante.
A transferencia de calor por condución adoita ocorrer en obxectos sólidos ou de obxectos sólidos a obxectos líquidos (e de obxectos líquidos a obxectos sólidos) ou de obxectos sólidos a obxectos gasosos (e de obxectos gasosos a obxectos sólidos). Mentres que a transferencia de calor por convección adoita ocorrer en obxectos líquidos (por exemplo, auga) e obxectos gasosos (por exemplo, auga). A transferencia de calor por convección é unha transferencia de calor acompañada da transferencia de obxectos. Para comprender mellor a transferencia de calor por convección, revisa un caso, por exemplo, auga quentada mediante lume. Cando a auga nun recipiente se quenta con lume, a calor móvese do lume (alta temperatura) a un recipiente (baixa temperatura) por condución e radiación. Despois, a calor móvese do recipiente (maior temperatura) á auga preto do recipiente (maior temperatura) por condución. A calor adicional fai que a temperatura da auga preto do recipiente aumente.
Aumentar a temperatura da auga fai que a auga se expanda ou que o volume da auga aumente. Porque a medida que o volume da auga aumenta, a densidade da auga diminúe. A auga preto da base do recipiente ten unha temperatura máis alta que a auga que está ao lado. 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 densidade maior, se mova cara abaixo e a auga preto da base do recipiente, que ten unha densidade menor, se mova cara arriba. Este proceso ocorre continuamente ata que toda a auga do interior ten a mesma temperatura (se a presión do aire é de 1 atmosfera, entón a auga do recipiente está a evaporarse ou ferver a 100 ° C).
A aparición de ventos terrestres e brisas mariñas tamén implica transferencia de calor por condución e convección. A calor específica da terra é menor que a calor específica da auga do mar. Polo tanto, o chan quéntase máis rápido cando está exposto ao sol e tamén se enfría cando chega a noite. A calor da terra quenta máis rápido o aire superior (a calor móvese da terra ao aire por condución). A temperatura do aire 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 sobre o nivel do mar tamén é máis frío que o aire na superficie terrestre.
O aire na superficie do mar é máis frío, polo que a densidade é maior. A diferenza na densidade do aire fai que o aire na superficie do mar se mova cara á terra, mentres que o aire no chan se move cara arriba. Canto máis lonxe da superficie da Terra, a cantidade de aire diminúe porque a forza gravitacional da Terra faise menor. Debido a que a cantidade de aire diminúe, a presión atmosférica tamén diminúe.
O aire quente na terra que se move cara arriba arrefriouse porque está máis lonxe da superficie terrestre, a presión do aire diminúe. O aire frío móvese entón cara abaixo, non cara á superficie da terra senón cara á superficie do océano, que ten temperaturas máis conxeladas. Este proceso ocorre continuamente para que haxa un fluxo de aire do mar á terra. En resumo, o aire preto da superficie do mar móvese cara ao chan, o aire preto da superficie da terra móvese cara arriba, o aire de arriba móvese cara á superficie do mar.
Por que o fume sempre se move cara arriba? O fume ascende porque a temperatura é maior que a temperatura do aire circundante. Debido a que a temperatura do fume é maior, o volume aumenta e a densidade diminúe. A menor masa de fume provoca menos presión, en comparación coa presión do aire circundante. O aire que rodea o fume presiona o fume cara arriba.
Por que na estación das chuvias as nubes baixan? Durante a estación das chuvias, as nubes conteñen moito vapor de auga, polo que a súa densidade aumenta. As nubes que conteñen moito vapor de auga e teñen unha gran densidade baixan cara ao lugar onde o aire da zona ten a mesma densidade que a densidade das nubes. Podes preguntar e responder moitas cousas relacionadas con este tema se entendiches ben e correctamente a explicación anterior.
