ಸಂವಹನದಿಂದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಬಗ್ಗೆ ಲೇಖನ
ಬಿಸಿಲು ಇದ್ದಾಗ ಎಂದಾದರೂ ಕಡಲತೀರದ ಬಳಿ ಹೋಗಿದ್ದೀರಾ? ಸ್ಪಷ್ಟ ದಿನದಲ್ಲಿ, ಕಡಲತೀರದಲ್ಲಿ, ಯಾವಾಗಲೂ ಸಮುದ್ರದಿಂದ ಗಾಳಿ ಬೀಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ಕಡಲತೀರದಲ್ಲಿ ಯಾವಾಗಲೂ ಗಾಳಿ ಏಕೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಹಗಲಿನಲ್ಲಿ ಸಮುದ್ರದ ತಂಗಾಳಿ (ಸಮುದ್ರದಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಬೀಸುವ ಗಾಳಿ) ಏಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ರಾತ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಭೂ ತಂಗಾಳಿ (ಭೂಮಿಯಿಂದ ಸಮುದ್ರಕ್ಕೆ ಬೀಸುವ ಗಾಳಿ) ಏಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ? ಮಳೆಗಾಲದಲ್ಲಿ ಮೋಡಗಳು ಇಳಿಜಾರುಗಳಿಗೆ ಏಕೆ ಬರಬಹುದು? ಗಾಳಿ ಏಕೆ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ? ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರಗಳು ಭೂಮಿ ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ, ವಿಸ್ತರಣೆ, ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ!
ವಿಷಯವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ಮೇಲಿನ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ನೀವು ನಂತರ ಕೇಳಬಹುದಾದ ಇತರ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿಗೆ ಉತ್ತರಿಸಬಹುದು.
ವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಘನ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಅಥವಾ ಘನ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ದ್ರವ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ (ಮತ್ತು ದ್ರವ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಘನ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ) ಅಥವಾ ಘನ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಅನಿಲ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ (ಮತ್ತು ಅನಿಲ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಘನ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ) ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರವ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. ನೀರು) ಮತ್ತು ಅನಿಲ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. ನೀರು) ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ವಸ್ತುಗಳ ವರ್ಗಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ನೀವು ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ಒಂದು ಪ್ರಕರಣವನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಬೆಂಕಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಿಸಿಮಾಡಿದ ನೀರು. ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿರುವ ನೀರನ್ನು ಬೆಂಕಿಯಿಂದ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ, ಶಾಖವು ಬೆಂಕಿಯಿಂದ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ) ಪಾತ್ರೆಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ವಹನ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ, ಶಾಖವು ಪಾತ್ರೆಯಿಂದ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ) ಪಾತ್ರೆಯ ಬಳಿಯ ನೀರಿಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ವಹನದ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖವು ಪಾತ್ರೆಯ ಬಳಿಯ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚುವುದರಿಂದ ನೀರು ಹಿಗ್ಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾತ್ರೆಯ ತಳಭಾಗದ ಬಳಿ ಇರುವ ನೀರು ಅದರ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಪಾತ್ರೆಯ ಕೆಳಭಾಗದ ಬಳಿ ಇರುವ ನೀರು ದೊಡ್ಡ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದರ ಮೇಲಿನ ನೀರು ಕಡಿಮೆ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ನೀರು ಕೆಳಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯ ತಳಭಾಗದ ಬಳಿ ಇರುವ ನೀರು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಒಳಗಿನ ಎಲ್ಲಾ ನೀರು ಒಂದೇ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದುವವರೆಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ (ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡವು 1 ವಾತಾವರಣವಾಗಿದ್ದರೆ, ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿರುವ ನೀರು 100 o C ನಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುತ್ತಿದೆ ಅಥವಾ ಕುದಿಯುತ್ತಿದೆ).
ಭೂ ಮಾರುತಗಳು ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರದ ತಂಗಾಳಿಗಳು ಸಂಭವಿಸುವುದರಿಂದ ವಹನ ಮತ್ತು ಸಂವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯೂ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖವು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸೂರ್ಯನಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಂಡಾಗ ನೆಲವು ವೇಗವಾಗಿ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರಾತ್ರಿ ಬಂದಾಗ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿಯ ಶಾಖವು ಮೇಲಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಬಿಸಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ (ವಹನದ ಮೂಲಕ ಶಾಖವು ಭೂಮಿಯಿಂದ ಗಾಳಿಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ). ಗಾಳಿಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಗಾಳಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ ಆದ್ದರಿಂದ ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ ಮೇಲಿರುವ ಗಾಳಿಯು ಭೂ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಗಾಳಿಗಿಂತ ತಂಪಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಸಮುದ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಗಾಳಿಯು ತಂಪಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸಮುದ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಗಾಳಿಯು ಭೂಮಿಯ ಕಡೆಗೆ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನೆಲದ ಮೇಲಿನ ಗಾಳಿಯು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ದೂರ ಹೋದಂತೆ, ಭೂಮಿಯ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣ ಬಲ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ ಗಾಳಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯ ಪ್ರಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುವುದರಿಂದ, ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡವೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತಿದೆ.
ಭೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಬಿಸಿ ಗಾಳಿಯು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ದೂರದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ ಅದು ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತದೆ, ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ತಂಪಾದ ಗಾಳಿಯು ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಅಲ್ಲ, ಬದಲಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಘನೀಕರಿಸುವ ತಾಪಮಾನವಿರುವ ಸಾಗರದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಮುದ್ರದಿಂದ ಭೂಮಿಗೆ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವು ಇರುತ್ತದೆ. ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸಮುದ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿಯ ಗಾಳಿಯು ನೆಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈ ಬಳಿಯ ಗಾಳಿಯು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ, ಮೇಲಿನ ಗಾಳಿಯು ಸಮುದ್ರದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ.
ಹೊಗೆ ಯಾವಾಗಲೂ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಏಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ? ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ ಹೊಗೆ ಮೇಲಕ್ಕೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ. ಹೊಗೆಯ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊಗೆಯ ಸಣ್ಣ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೊಗೆಯ ಸುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯು ಹೊಗೆಯನ್ನು ಮೇಲಕ್ಕೆ ಒತ್ತುತ್ತದೆ.
ಮಳೆಗಾಲದಲ್ಲಿ ಮೋಡವು ಏಕೆ ಕೆಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ? ಮಳೆಗಾಲದಲ್ಲಿ, ಮೋಡಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಮೋಡಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮೋಡಗಳು, ಆ ಪ್ರದೇಶದ ಸುತ್ತಲಿನ ಗಾಳಿಯು ಮೋಡದ ಸಾಂದ್ರತೆಯಂತೆಯೇ ಇರುವ ಸ್ಥಳದ ಕಡೆಗೆ ಕೆಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಮೇಲಿನ ವಿವರಣೆಯನ್ನು ನೀವು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಮತ್ತು ಸರಿಯಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಂಡಿದ್ದರೆ ಈ ವಿಷಯಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಅನೇಕ ವಿಷಯಗಳನ್ನು ನೀವು ಪ್ರಶ್ನಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಉತ್ತರಿಸಬಹುದು.
