Hefur þú einhvern tímann verið á strönd á sólríkum degi? Á sólríkum degi er alltaf vindur sem blæs frá sjónum til lands á ströndinni. Hvers vegna er alltaf vindur á ströndinni og hvers vegna kemur sjávargola (vindur sem blæs frá sjónum til lands) á daginn og landgola (vindur sem blæs frá landi til sjávar) á nóttunni? Hvers vegna setjast ský á fjallshlíðar á regntímanum? Hvers vegna finnst vindurinn svalur? Svörin við þessum spurningum tengjast eðlisvarma lands og sjávar, útþenslu, eðlisþyngd og varmaflutningi með varmaburði ( varmaflutningi ). Með því að skilja þetta efni vel og rétt geturðu svarað spurningunum hér að ofan og öðrum spurningum sem þú gætir spurt síðar.
Varmaleiðsla með leiðni á sér venjulega stað í föstum efnum eða úr föstum efnum í vökva (vökvar í fast efni) eða úr föstum efnum í lofttegundir (lofttegundir í föst efni). Varmaleiðsla með konveksjón á sér venjulega stað í vökvum (t.d. vatni) og lofttegundum (t.d. lofti).
Varmaflutningur með varmaburði er flutningur varma ásamt hreyfingu efnis. Til að skilja varmaflutning með varmaburði betur má skoða dæmi eins og vatn sem er hitað með eldi. Þegar vatn í íláti er hitað með eldi færist hiti frá eldinum (hár hiti) til ílátsins (lágur hiti) með leiðni og geislun. Hiti færist síðan frá ílátinu (hærra hitastig) til vatnsins nálægt ílátinu (lægra hitastig) með leiðni. Aukinn hiti veldur því að hitastig vatnsins nálægt ílátinu hækkar. Hækkun hitastigs veldur því að vatnið þenst út og eykur rúmmál þess. Þegar rúmmálið eykst minnkar eðlisþyngd þess . Vatnið nálægt botni ílátsins hefur hærra hitastig en vatnið fyrir ofan það. Með öðrum orðum, vatnið nálægt botni ílátsins hefur stærra rúmmál og lægri eðlisþyngd, en vatnið fyrir ofan það hefur minna rúmmál og hærri eðlisþyngd. Mismunurinn á eðlisþyngd veldur því að vatnið á yfirborði ílátsins, sem hefur meiri eðlisþyngd, færist niður á við og vatnið nálægt botni ílátsins, sem hefur minni eðlisþyngd, færist upp á við. Þetta ferli gerist stöðugt þar til allt vatnið inni í ílátinu hefur sama hitastig (ef loftþrýstingurinn er 1 andrúmsloft, þá gufar vatnið upp, þ.e. sjóðar við 100 ° C).
Landgola og sjávargola fela einnig í sér varmaflutning með leiðni og varmaburði. Eðlisvarmi lands (eðlisvarmi fasts efnis) er lægri en sjávar, þess vegna hitnar land hraðar þegar það kemst í sólarljós og kólnar einnig hraðar á nóttunni. Landið hitnar hraðar og hitar loftið fyrir ofan það (varmi flyst frá landi til lofts með leiðni). Hitastig loftsins sem tekur við aukahitanum eykst og loftið þenst út. Fyrir vikið lækkar eðlisþyngd loftsins. Aftur á móti er hitastig sjávar kaldara, þannig að loftið fyrir ofan sjávarborð er einnig kaldara, samanborið við loftið fyrir ofan land. Loftið við sjávarmál er kaldara, þannig að eðlisþyngd þess er meiri. Þessi munur á eðlisþyngd loftsins veldur því að loftið við sjávarmál færist í átt að landi og ýtir loftinu fyrir ofan það upp á við. Því lengra frá yfirborði jarðar, því minna loft myndast vegna minnkandi þyngdarafls jarðar. Vegna þess að magn lofts minnkar lækkar einnig loftþrýstingurinn. Heita loftið fyrir ofan landið sem stefnir upp á við kólnar því því lengra frá yfirborði jarðar, því minni er loftþrýstingurinn. Kalda loftið stefnir síðan niður á við aftur, ekki í átt að landinu heldur í átt að sjávaryfirborðinu, sem hefur kaldara hitastig. Þetta ferli á sér stað stöðugt og skapar loftflæði frá sjónum til lands. Í stuttu máli, loft nálægt sjávaryfirborðinu stefnir í átt að landi, loft nálægt landyfirborðinu stefnir upp á við og loft fyrir ofan það stefnir í átt að sjávaryfirborðinu.
Af hverju stefnir reykur alltaf upp á við?
Reykur stígur upp vegna þess að hitastig hans er hærra en loftið í kring. Þar sem hitastig reyksins er hærra eykst rúmmál hans og eðlisþyngd hans minnkar. Lægri eðlisþyngd reyksins leiðir til lægri reykþrýstings samanborið við loftþrýstinginn í kring. Loftið í kring ýtir reyknum upp á við.
Hvers vegna færast ský niður á við á regntímanum? Á regntímanum innihalda ský mikið af vatnsgufu, sem eykur eðlisþyngd þeirra. Ský sem innihalda mikið af vatnsgufu og hafa mikla eðlisþyngd færast niður á við í átt að stað þar sem loftið í kring hefur sama eðlisþyngd og skýið.
