האם הייתם פעם על חוף הים ביום שמשי? ביום שמשי, תמיד יש רוח שנושבת מהים ליבשה על החוף. מדוע תמיד יש רוח על החוף ומדוע מתרחשת בריזה מהים (רוח הנושבת מהים ליבשה) במהלך היום, ובריזה יבשתית (רוח הנושבת מהיבשה לים) בלילה? מדוע עננים יורדים על מורדות הרים במהלך עונת הגשמים? מדוע הרוח מרגישה קרירה? התשובות לשאלות אלו קשורות לחום הסגולי של היבשה והים, התפשטות, צפיפות ומעבר חום באמצעות הסעה ( מעבר חום ). על ידי הבנה טובה ונכונה של נושא זה, תוכלו לענות על השאלות לעיל ועל שאלות אחרות שעשויות לשאול בהמשך.
העברת חום באמצעות הולכה מתרחשת בדרך כלל במוצקים או ממוצקים לנוזלים (נוזלים למוצקים) או ממוצקים לגזים (גזים למוצקים). לעומת זאת, העברת חום באמצעות הסעה מתרחשת בדרך כלל בנוזלים (למשל, מים) ובגזים (למשל, אוויר).
העברת חום באמצעות הסעה היא העברת חום המלווה בתנועת חומר. כדי להבין טוב יותר את העברת החום באמצעות הסעה, נבחן מקרה, כגון מים המחוממים באמצעות אש. כאשר מים במיכל מחוממים באמצעות אש, חום עובר מהאש (טמפרטורה גבוהה) למיכל (טמפרטורה נמוכה) באמצעות הולכה וקרינה. לאחר מכן, החום עובר מהמיכל (טמפרטורה גבוהה יותר) למים הסמוכים למיכל (טמפרטורה נמוכה יותר) באמצעות הולכה. החום הנוסף גורם לעלייה בטמפרטורת המים הסמוכים למיכל. העלייה בטמפרטורה גורמת למים להתרחב, מה שמגדיל את נפחם. ככל שהנפח עולה, צפיפותם יורדת. למים הסמוכים לתחתית המיכל יש טמפרטורה גבוהה יותר מהמים שמעליה. במילים אחרות, למים הסמוכים לתחתית המיכל יש נפח גדול יותר וצפיפות נמוכה יותר, בעוד שלמים שמעליה יש נפח קטן יותר וצפיפות גבוהה יותר. ההבדל בצפיפות גורם למים על פני המיכל, בעלי צפיפות גבוהה יותר, לנוע כלפי מטה ולמים הסמוכים לתחתית המיכל, בעלי צפיפות קטנה יותר, לנוע כלפי מעלה. תהליך זה מתרחש ברציפות עד שכל המים בפנים יהיו באותה טמפרטורה (אם לחץ האוויר הוא אטמוספרה אחת, המים במיכל יתאדו, כלומר ירתחו בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס).
התרחשותן של בריזה יבשתית ובריזה ים כרוכה גם בהעברת חום באמצעות הולכה והסעה. החום הסגולי של יבשה (החום הסגולי של מוצק) נמוך מזה של מי ים, לכן היבשה מתחממת מהר יותר כאשר היא נחשפת לאור שמש וגם מתקררת מהר יותר בלילה. היבשה מתחממת מהר יותר, מה שמחמם את האוויר שמעליה (חום עובר מהיבשה לאוויר באמצעות הולכה). טמפרטורת האוויר שמקבל את החום הנוסף עולה והאוויר מתרחב. כתוצאה מכך, צפיפות האוויר יורדת. לעומת זאת, טמפרטורת מי הים קרירה יותר, ולכן האוויר מעל פני הים גם קריר יותר, בהשוואה לאוויר מעל פני היבשה. האוויר בגובה פני הים קר יותר, ולכן צפיפותו גדולה יותר. הבדל זה בצפיפות האוויר גורם לאוויר בגובה פני הים לנוע לכיוון היבשה, ולדחוף את האוויר שמעליה כלפי מעלה. ככל שמתרחקים יותר מפני כדור הארץ, כך מיוצר פחות אוויר עקב כוח הכבידה הפוחת של כדור הארץ. מכיוון שכמות האוויר פוחתת, גם לחץ האוויר יורד. האוויר החם מעל פני היבשה שנע מעלה מתקרר מכיוון שככל שמתרחקים יותר מפני כדור הארץ, כך לחץ האוויר נמוך יותר. לאחר מכן האוויר הקר נע שוב כלפי מטה, לא לכיוון פני היבשה אלא לכיוון פני האוקיינוס, שיש להם טמפרטורה קרירה יותר. תהליך זה מתרחש ברציפות, ויוצר זרימת אוויר מהים ליבשה. בקיצור, אוויר ליד פני הים נע לכיוון היבשה, אוויר ליד פני היבשה נע מעלה, ואוויר מעליו נע לכיוון פני הים.
למה העשן תמיד עולה כלפי מעלה?
עשן עולה כיוון שטמפרטורתו גבוהה יותר מהאוויר שמסביב. מכיוון שטמפרטורת העשן גבוהה יותר, נפחו עולה וצפיפותו יורדת. צפיפות העשן הנמוכה יותר גורמת ללחץ עשן נמוך יותר בהשוואה ללחץ האוויר שמסביב. האוויר שמסביב דוחף את העשן כלפי מעלה.
מדוע עננים נודדים כלפי מטה במהלך עונת הגשמים? במהלך עונת הגשמים, עננים מכילים הרבה אדי מים, מה שמגדיל את צפיפותם. עננים המכילים הרבה אדי מים ובעלי צפיפות גבוהה נעים כלפי מטה לעבר מקום שבו לאוויר שמסביב יש את אותה צפיפות כמו לענן.
