מאמר על העברת חום באמצעות הסעה
היית פעם ליד החוף כשהיה שמשי? ביום בהיר, על החוף, תמיד יש רוח נושבת מהים. למה תמיד יש רוח על החוף, ומדוע בריזה מהים (רוחות הנושבות מהים ליבשה) מתרחשת במהלך היום, ובריזה מהיבשה (רוחות הנושבות מהיבשה לים) מתרחשת בלילה? למה בעונת הגשמים עננים יכולים לרדת למדרונות? למה הרוח מרגישה קרירה? התשובות לשאלות אלו קשורות לחום הסגולי של היבשה והים, התפשטות, צפיפות ומעבר חום באמצעות הסעה!
על ידי הבנה טובה ונכונה של הנושא, תוכלו לענות על השאלות לעיל ועל שאלות אחרות שעשויות לשאול בהמשך.
העברת חום באמצעות הולכה מתרחשת בדרך כלל בעצמים מוצקים או מחפצים מוצקים לחפצים נוזליים (ומחפצים נוזליים לחפצים מוצקים) או מחפצים מוצקים לחפצים גזיים (ומחפצים גזיים לחפצים מוצקים). בעוד שהעברת חום באמצעות הסעה מתרחשת בדרך כלל בעצמים נוזליים (למשל מים) ובעצמים גזיים (למשל אוויר). העברת חום באמצעות הסעה היא העברת חום המלווה בהעברת עצמים. כדי להבין טוב יותר את העברת החום באמצעות הסעה, סקור מקרה, לדוגמה, מים מחוממים באמצעות אש. כאשר מים במיכל מתחממים באש, חום עובר מאש (טמפרטורה גבוהה) לכלי (טמפרטורה נמוכה) באמצעות הולכה וקרינה. לאחר מכן, חום עובר מהמיכל (טמפרטורה גבוהה יותר) למים הסמוכים לכלי (טמפרטורה נמוכה יותר) באמצעות הולכה. החום הנוסף גורם לעלייה בטמפרטורת המים הסמוכה לכלי.
עליית טמפרטורת המים גורמת למים להתרחב או לנפח המים לגדול. מכיוון שככל שנפח המים עולה, צפיפות המים יורדת. למים הסמוכים לבסיס המיכל יש טמפרטורה גבוהה יותר מהמים הסמוכים אליהם. במילים אחרות, למים הסמוכים לתחתית המיכל יש נפח גדול יותר וצפיפות קטנה יותר, בעוד שלמים שמעליה יש נפח נמוך יותר וצפיפות גבוהה יותר. ההבדל בצפיפות גורם למים על פני המיכל, בעלי צפיפות גבוהה יותר, לנוע למטה והמים הסמוכים לבסיס 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, אז המים במיכל מתאדים או רותחים ב-100 מעלות צלזיוס). oC).
הופעת רוחות יבשתיות ובריזות ים כרוכה גם בהעברת חום באמצעות הולכה והסעה. החום הסגולי של היבשה קטן מהחום הסגולי של מי הים. לכן, הקרקע מתחממת מהר יותר כשהיא נחשפת לשמש וגם קרה יותר כשהלילה מגיע. חום היבשה מחמם מהר יותר את האוויר שמעליה (חום עובר מהיבשה לאוויר באמצעות הולכה). טמפרטורת האוויר עולה והאוויר מתרחב. כתוצאה מכך, צפיפות האוויר יורדת. להיפך, טמפרטורת מי הים קרה יותר, כך שהאוויר מעל פני הים קר יותר גם מהאוויר שעל פני היבשה.
האוויר על פני הים קר יותר ולכן הצפיפות גבוהה יותר. ההבדל בצפיפות האוויר גורם לאוויר על פני הים לנוע לכיוון היבשה, בעוד שהאוויר על הקרקע נע כלפי מעלה. ככל שמתרחקים יותר מפני השטח של כדור הארץ, כמות האוויר פוחתת מכיוון שכוח הכבידה של כדור הארץ קטן יותר. מכיוון שכמות האוויר פוחתת, גם לחץ האוויר קטן יותר.
אוויר חם על היבשה שנע מעלה התקרר מכיוון שהוא רחוק יותר מפני השטח של כדור הארץ, לחץ האוויר יורד. לאחר מכן האוויר הקר נע מטה, לא לכיוון פני היבשה אלא לכיוון פני האוקיינוס, שיש בו טמפרטורות קפוא גבוהות יותר. תהליך זה מתרחש ברציפות כך שיש זרימת אוויר מהים ליבשה. בקיצור, האוויר הקרוב לפני הים נע אל הקרקע, האוויר הקרוב לפני השטח של כדור הארץ נע מעלה, והאוויר שמעליו נע אל פני הים.
מדוע עשן תמיד עולה? העשן עולה מכיוון שהטמפרטורה גבוהה יותר מטמפרטורת האוויר שמסביב. מכיוון שטמפרטורת העשן גבוהה יותר, הנפח עולה והצפיפות יורדת. מסת העשן הקטנה יותר גורמת ללחץ נמוך יותר, בהשוואה ללחץ האוויר שמסביב. האוויר סביב העשן לוחץ את העשן כלפי מעלה.
מדוע בעונת הגשמים הענן יורד כלפי מטה? במהלך עונת הגשמים, עננים מכילים הרבה אדי מים כך שצפיפות העננים עולה. עננים המכילים הרבה אדי מים ובעלי צפיפות גדולה, יורדים כלפי מטה לכיוון המקום שבו האוויר סביב האזור בעל אותה צפיפות כמו צפיפות העננים. ניתן לשאול ולענות על דברים רבים הקשורים לנושא זה אם הבנתם היטב ונכונה את ההסבר לעיל.
