Конвекция арқылы жылу беру туралы мақала
Күн ашық кезде жағажайда болдыңыз ба? Ашық күні жағажайда әрқашан теңізден жел соғып тұрады. Неліктен жағажайда әрқашан жел соғады және неге теңіз самалы (теңізден құрлыққа соғатын желдер) күндіз, ал құрлық самалы (құрлықтан теңізге соғатын желдер) түнде соғады? Неліктен жаңбырлы маусымда бұлттар беткейлерге түсе алады? Неліктен жел салқын сезіледі? Бұл сұрақтардың жауаптары құрлық пен теңіздің меншікті жылуына, кеңеюіне, тығыздығына және конвекция арқылы жылу алмасуына қатысты!
Тақырыпты жақсы және дұрыс түсіну арқылы сіз жоғарыдағы сұрақтарға және кейінірек қоюыңыз мүмкін басқа да сұрақтарға жауап бере аласыз.
Жылу өткізгіштік арқылы жылу беру әдетте қатты заттарда немесе қатты заттардан сұйық заттарға (және сұйық заттардан қатты заттарға) немесе қатты заттардан газ заттарына (және газ заттарынан қатты заттарға) жүреді. Конвекция арқылы жылу беру әдетте сұйық заттарда (мысалы, суда) және газ заттарында (мысалы, ауада) жүреді. Конвекция арқылы жылу беру - бұл заттардың берілуімен бірге жүретін жылу беру. Конвекция арқылы жылу беруді жақсырақ түсіну үшін, мысалы, отпен қыздырылған суды қарастырыңыз. Ыдыстағы су отпен қыздырылған кезде, жылу өткізгіштік және сәулелену арқылы оттан (жоғары температура) контейнерге (төмен температура) ауысады. Содан кейін жылу контейнерден (жоғары температура) контейнердің жанындағы суға (төмен температура) өткізгіштік арқылы ауысады. Қосымша жылу контейнердің жанындағы су температурасының жоғарылауына әкеледі.
Су температурасының жоғарылауы судың кеңеюіне немесе көлемінің ұлғаюына әкеледі. Себебі су көлемі артқан сайын судың тығыздығы төмендейді. Ыдыстың түбіне жақын судың температурасы жанындағы суға қарағанда жоғары болады. Басқаша айтқанда, ыдыстың түбіне жақын судың көлемі үлкенірек және тығыздығы кішірек, ал оның үстіндегі судың көлемі кішірек және тығыздығы жоғары болады. Тығыздықтың айырмашылығы тығыздығы жоғары ыдыстың бетіндегі судың төмен қарай жылжуына, ал тығыздығы аз ыдыстың түбіне жақын судың жоғары қарай жылжуына әкеледі. Бұл процесс ішіндегі барлық су бірдей температураға жеткенше үздіксіз жүреді (егер ауа қысымы 1 атмосфера болса, онда ыдыстағы су буланып немесе 100 ° C температурада қайнап жатыр).
Құрлық желдері мен теңіз самалдарының пайда болуы жылу өткізгіштік және конвекция арқылы жылу берілуін де қамтиды. Құрлықтың меншікті жылуы теңіз суының меншікті жылуынан аз. Демек, күн сәулесі түскенде жер тезірек ысып, түн келгенде суық болады. Құрлық жылуы жоғарыдағы ауаны тезірек қыздырады (жылу өткізгіштік арқылы құрлықтан ауаға ауысады). Ауа температурасы жоғарылайды және ауа кеңейеді. Нәтижесінде ауа тығыздығы төмендейді. Керісінше, теңіз суының температурасы суық, сондықтан теңіз деңгейінен жоғары ауа да құрлық бетіндегі ауадан суық болады.
Теңіз бетіндегі ауа салқынырақ, сондықтан тығыздық жоғары болады. Ауа тығыздығының айырмашылығы теңіз бетіндегі ауаның құрлыққа қарай жылжуына әкеледі, ал жердегі ауа жоғары қарай жылжиды. Жер бетінен неғұрлым алыстаса, ауа мөлшері азаяды, себебі жердің тартылыс күші азаяды. Ауа мөлшері азайған сайын, ауа қысымы да азаяды.
Құрлықтағы жоғары қарай қозғалатын ыстық ауа жер бетінен алыстағандықтан суығандықтан, ауа қысымы төмендейді. Содан кейін суық ауа құрлық бетіне емес, мұхит бетіне қарай төмен қарай жылжиды, онда температура қату температурасы жоғары. Бұл процесс теңізден құрлыққа ауа ағыны болуы үшін үздіксіз жүреді. Қысқасы, теңіз бетіне жақын ауа жерге қарай жылжиды, жер бетіне жақын ауа жоғары қарай жылжиды, ал үстіндегі ауа теңіз бетіне қарай жылжиды.
Неліктен түтін әрқашан жоғары көтеріледі? Түтін жоғары көтеріледі, себебі температура қоршаған ауаның температурасынан жоғары. Түтін температурасы жоғары болғандықтан, көлемі артады және тығыздығы төмендейді. Түтіннің аз массасы қоршаған ауа қысымымен салыстырғанда қысымды азайтады. Түтіннің айналасындағы ауа түтінді жоғары қарай итереді.
Неліктен жаңбырлы маусымда бұлт төмен қарай жылжиды? Жаңбырлы маусымда бұлттарда су буы көп болады, сондықтан бұлттардың тығыздығы артады. Су буы көп және тығыздығы жоғары бұлттар айналадағы ауа тығыздығы бұлт тығыздығымен бірдей жерге қарай төмен қарай жылжиды. Жоғарыдағы түсіндірмені жақсы және дұрыс түсінген болсаңыз, осы тақырыпқа қатысты көптеген сұрақтарға жауап бере аласыз.
