तुम्ही कधी उन्हाच्या दिवशी समुद्रकिनाऱ्यावर गेला आहात का? उन्हाच्या दिवशी, समुद्रकिनाऱ्यावर समुद्राकडून जमिनीकडे नेहमी वारा वाहत असतो. समुद्रकिनाऱ्यावर नेहमी वारा का असतो आणि दिवसा समुद्राकडून जमिनीकडे वाहणारा वारा (समुद्री झुळूक) आणि रात्री जमिनीकडून समुद्राकडे वाहणारा वारा (भू-झुळूक) का असतो? पावसाळ्यात डोंगराच्या उतारावर ढग का उतरतात? वारा थंड का लागतो? या प्रश्नांची उत्तरे जमीन आणि समुद्राची विशिष्ट उष्णता, प्रसरण, घनता आणि संवहनाद्वारे होणारे उष्णता हस्तांतरण ( उष्णता हस्तांतरण ) यांच्याशी संबंधित आहेत. हा विषय चांगल्या प्रकारे आणि अचूकपणे समजून घेतल्यास, तुम्ही वरील प्रश्नांची आणि नंतर तुम्हाला पडणाऱ्या इतर प्रश्नांचीही उत्तरे देऊ शकाल.
वहन पद्धतीने उष्णता हस्तांतरण सामान्यतः स्थायूंमध्ये किंवा स्थायूंपासून द्रवांमध्ये (द्रवांपासून स्थायूंमध्ये) किंवा स्थायूंपासून वायूंमध्ये (वायूंपासून स्थायूंमध्ये) होते. संवहन पद्धतीने उष्णता हस्तांतरण सामान्यतः द्रवांमध्ये (उदा., पाणी) आणि वायूंमध्ये (उदा., हवा) होते.
संवहन उष्णता हस्तांतरण म्हणजे पदार्थाच्या हालचालीसह होणारे उष्णतेचे हस्तांतरण. संवहन उष्णता हस्तांतरण अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, आगीचा वापर करून पाणी गरम करण्यासारख्या एका उदाहरणाचा विचार करा. जेव्हा एका भांड्यातील पाणी आगीने गरम केले जाते, तेव्हा उष्णता वहन आणि प्रारणाद्वारे आगीकडून (उच्च तापमान) भांड्याकडे (कमी तापमान) जाते. त्यानंतर उष्णता वहनाद्वारे भांड्यातून (उच्च तापमान) भांड्याजवळील पाण्याकडे (कमी तापमान) जाते. या अतिरिक्त उष्णतेमुळे भांड्याजवळील पाण्याचे तापमान वाढते. तापमानातील वाढीमुळे पाणी प्रसरण पावते, ज्यामुळे त्याचे आकारमान वाढते. आकारमान वाढल्यामुळे त्याची घनता कमी होते. भांड्याच्या तळाजवळील पाण्याचे तापमान त्याच्या वरील पाण्यापेक्षा जास्त असते. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे झाल्यास, भांड्याच्या तळाजवळील पाण्याचे आकारमान मोठे आणि घनता कमी असते, तर त्याच्या वरील पाण्याचे आकारमान लहान आणि घनता जास्त असते. घनतेतील फरकामुळे भांड्याच्या पृष्ठभागावरील पाणी, ज्याची घनता जास्त आहे, ते खाली सरकते आणि भांड्याच्या तळाजवळील पाणी, ज्याची घनता कमी आहे, ते वर सरकते. जोपर्यंत आतील सर्व पाण्याचे तापमान समान होत नाही तोपर्यंत ही प्रक्रिया सतत घडत राहते (जर हवेचा दाब १ ॲटमॉस्फियर असेल, तर भांड्यातील पाणी बाष्पीभवन होईल, म्हणजेच १०० ° C तापमानाला उकळेल ).
भूवारे आणि सागरी वारे यांच्या निर्मितीमध्ये वहन आणि अभिसरणाद्वारे उष्णतेचे हस्तांतरण देखील होते. जमिनीची विशिष्ट उष्णता (घन पदार्थाची विशिष्ट उष्णता) समुद्राच्या पाण्यापेक्षा कमी असते, त्यामुळे सूर्यप्रकाशाच्या संपर्कात आल्यावर जमीन अधिक लवकर तापते आणि रात्री अधिक लवकर थंडही होते. जमीन अधिक लवकर तापते, ज्यामुळे तिच्यावरील हवा तापते (उष्णता वहनाद्वारे जमिनीकडून हवेत हस्तांतरित होते). अतिरिक्त उष्णता मिळालेल्या हवेचे तापमान वाढते आणि हवा प्रसरण पावते. परिणामी, हवेची घनता कमी होते. याउलट, समुद्राच्या पाण्याचे तापमान थंड असते, त्यामुळे जमिनीच्या पृष्ठभागावरील हवेच्या तुलनेत समुद्राच्या पृष्ठभागावरील हवा देखील थंड असते. समुद्रसपाटीवरील हवा अधिक थंड असते, त्यामुळे तिची घनता जास्त असते. हवेच्या घनतेतील या फरकामुळे समुद्रसपाटीवरील हवा जमिनीकडे सरकते आणि तिच्यावरील हवेला वरच्या दिशेने ढकलते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून जितके दूर जाल, तितकी पृथ्वीची गुरुत्वाकर्षण शक्ती कमी झाल्यामुळे हवेची निर्मिती कमी होते. हवेचे प्रमाण कमी झाल्यामुळे हवेचा दाबही कमी होतो. जमिनीच्या वरची गरम हवा वरच्या दिशेने जाताना थंड होते, कारण पृथ्वीच्या पृष्ठभागापासून जितके दूर जाल, तितका हवेचा दाब कमी असतो. मग ही थंड हवा पुन्हा खाली येते, जमिनीच्या पृष्ठभागाकडे नव्हे, तर समुद्राच्या पृष्ठभागाकडे, ज्याचे तापमान अधिक थंड असते. ही प्रक्रिया सतत घडत राहते, ज्यामुळे समुद्राकडून जमिनीकडे हवेचा प्रवाह निर्माण होतो. थोडक्यात, समुद्राच्या पृष्ठभागाजवळील हवा जमिनीकडे जाते, जमिनीच्या पृष्ठभागाजवळील हवा वर जाते आणि तिच्यावरील हवा समुद्राच्या पृष्ठभागाकडे जाते.
धूर नेहमी वरच्या दिशेने का जातो?
धुराचे तापमान सभोवतालच्या हवेपेक्षा जास्त असल्यामुळे तो वर जातो. धुराचे तापमान जास्त असल्यामुळे, त्याचे आकारमान वाढते आणि त्याची घनता कमी होते. धुराची घनता कमी असल्यामुळे, सभोवतालच्या हवेच्या दाबाच्या तुलनेत त्याचा दाब कमी असतो. सभोवतालची हवा धुराला वर ढकलते.
पावसाळ्यात ढग खाली का सरकतात? पावसाळ्यात ढगांमध्ये पाण्याची वाफ मोठ्या प्रमाणात असते, ज्यामुळे त्यांची घनता वाढते. ज्या ढगांमध्ये पाण्याची वाफ जास्त असते आणि त्यांची घनता जास्त असते, ते खाली अशा ठिकाणी सरकतात जिथे सभोवतालच्या हवेची घनता ढगाच्या घनतेइतकीच असते.
