Članak o prijenosu topline konvekcijom
Jeste li ikada bili na plaži kada je bilo sunčano? Za vedrog dana, na plaži uvijek puše vjetar s mora. Zašto na plaži uvijek puše vjetar i zašto se morski povjetarac (vjetrovi koji pušu s mora prema kopnu) javlja tijekom dana, a kopneni povjetarac (vjetrovi koji pušu s kopna prema moru) javlja se noću? Zašto se u kišnoj sezoni oblaci mogu spustiti na padine? Zašto se vjetar osjeća hladno? Odgovori na ova pitanja odnose se na specifičnu toplinu kopna i mora, širenje, gustoću i prijenos topline konvekcijom!
Dobrim i ispravnim razumijevanjem teme možete odgovoriti na gornja pitanja i druga pitanja koja biste mogli postaviti kasnije.
Prijenos topline kondukcijom obično se događa u krutim tijelima ili s krutim tijelima na tekuća tijela (i s tekućih tijela na krusta tijela) ili s krutim tijelima na plinovita tijela (i s plinovitih tijela na krusta tijela). Dok se prijenos topline konvekcijom obično događa u tekućim tijelima (npr. voda) i plinovitim tijelima (npr. voda), prijenos topline konvekcijom je prijenos topline popraćen prijenosom tijela. Kako biste bolje razumjeli prijenos topline konvekcijom, proučite slučaj, na primjer, zagrijavanje vode pomoću vatre. Kada se voda u posudi zagrijava vatrom, toplina se prenosi s vatre (visoka temperatura) na posudu (niska temperatura) kondukcijom i zračenjem. Zatim se toplina prenosi iz posude (viša temperatura) na vodu u blizini posude (niža temperatura) kondukcijom. Dodatna toplina uzrokuje porast temperature vode u blizini posude.
Povećanje temperature vode uzrokuje širenje vode ili povećanje volumena vode. Jer kako se volumen vode povećava, gustoća vode se smanjuje. Voda blizu dna posude ima višu temperaturu od vode pored nje. Drugim riječima, voda blizu dna posude ima veći volumen i manju gustoću, dok voda iznad nje ima manji volumen i veću gustoću. Razlika u gustoći uzrokuje da se voda na površini posude, koja ima veću gustoću, pomiče prema dolje, a voda blizu dna posude, koja ima manju gustoću, pomiče prema gore. Ovaj se proces odvija kontinuirano sve dok sva voda unutra ne postigne istu temperaturu (ako je tlak zraka 1 atmosfera, tada voda u posudi isparava ili vrije na 100 ° C).
Pojava vjetrova s kopna i morskog povjetarca također uključuje prijenos topline kondukcijom i konvekcijom. Specifična toplina kopna manja je od specifične topline morske vode. Stoga se tlo brže zagrijava kada je izloženo suncu, a i hladi kada padne noć. Toplina s kopna brže zagrijava zrak iznad (toplina se prenosi s kopna na zrak kondukcijom). Temperatura zraka raste i zrak se širi. Kao rezultat toga, gustoća zraka se smanjuje. Naprotiv, temperatura morske vode je hladnija tako da je zrak iznad razine mora također hladniji od zraka na površini kopna.
Zrak na površini mora je hladniji pa je gustoća veća. Razlika u gustoći zraka uzrokuje da se zrak na površini mora kreće prema kopnu, dok se zrak na tlu kreće prema gore. Što smo dalje od površine Zemlje, količina zraka se smanjuje jer se smanjuje Zemljina gravitacijska sila. Budući da se količina zraka smanjuje, smanjuje se i tlak zraka.
Vrući zrak na kopnu koji se kreće prema gore ohladio se jer je dalje od površine Zemlje, tlak zraka se smanjuje. Hladni zrak se zatim kreće prema dolje, ne prema površini kopna već prema površini oceana, koja ima više temperature smrzavanja. Taj se proces odvija kontinuirano tako da postoji strujanje zraka od mora prema kopnu. Ukratko, zrak blizu površine mora kreće se prema tlu, zrak blizu površine Zemlje kreće se prema gore, a zrak iznad kreće se prema površini mora.
Zašto se dim uvijek diže? Dim se diže jer je temperatura viša od temperature okolnog zraka. Budući da je temperatura dima viša, volumen se povećava, a gustoća se smanjuje. Manja masa dima uzrokuje manji tlak u usporedbi s tlakom okolnog zraka. Zrak oko dima pritišće dim prema gore.
Zašto se u kišnom razdoblju oblak spušta? Tijekom kišnog razdoblja oblaci sadrže puno vodene pare, tako da se gustoća oblaka povećava. Oblaci koji sadrže puno vodene pare i imaju veliku gustoću, spuštaju se prema mjestu gdje zrak oko područja ima istu gustoću kao i gustoća oblaka. Možete postavljati pitanja i odgovarati na mnoga pitanja vezana uz ovu temu ako ste dobro i ispravno razumjeli gornje objašnjenje.
