Articol despre transferul de căldură prin convecție
Ai fost vreodată pe plajă când era soare? Într-o zi senină, pe plajă, bate întotdeauna vântul dinspre mare. De ce bate întotdeauna vânt pe plajă și de ce briza mării (vântul care bate dinspre mare spre uscat) apare în timpul zilei, iar briza de uscat (vântul care bate dinspre uscat spre mare) apare noaptea? De ce în sezonul ploios pot norii coborî pe versanți? De ce este vântul răcoros? Răspunsurile la aceste întrebări se referă la căldura specifică a uscatului și a mării, expansiunea, densitatea și transferul de căldură prin convecție!
Înțelegând bine și corect subiectul, poți răspunde la întrebările de mai sus și la alte întrebări pe care ți le-ai putea pune ulterior.
Transferul de căldură prin conducție are loc de obicei în obiecte solide sau de la obiecte solide la obiecte lichide (și de la obiecte lichide la obiecte solide) sau de la obiecte solide la obiecte gazoase (și de la obiecte gazoase la obiecte solide). În timp ce transferul de căldură prin convecție are loc de obicei în obiecte lichide (de exemplu, apă) și obiecte gazoase (de exemplu, aer). Transferul de căldură prin convecție este un transfer de căldură însoțit de transferul de obiecte. Pentru a înțelege mai bine transferul de căldură prin convecție, analizați un caz, de exemplu, apa încălzită cu ajutorul focului. Când apa dintr-un recipient este încălzită cu foc, căldura se deplasează de la foc (temperatură ridicată) la un recipient (temperatură scăzută) prin conducție și radiație. Apoi, căldura se deplasează de la recipient (temperatură mai mare) la apa din apropierea recipientului (temperatură mai mică) prin conducție. Căldura suplimentară determină creșterea temperaturii apei din apropierea recipientului.
Creșterea temperaturii apei determină dilatarea apei sau creșterea volumului apei. Deoarece pe măsură ce volumul apei crește, densitatea apei scade. Apa de lângă baza recipientului are o temperatură mai mare decât apa de lângă acesta. Cu alte cuvinte, apa de lângă fundul recipientului are un volum mai mare și o densitate mai mică, în timp ce apa de deasupra are un volum mai mic și o densitate mai mare. Diferența de densitate face ca apa de la suprafața recipientului, care are o densitate mai mare, să se miște în jos, iar apa de lângă baza recipientului, care are o densitate mai mică, să se miște în sus. Acest proces are loc continuu până când toată apa din interior are aceeași temperatură (dacă presiunea aerului este de 1 atmosferă, atunci apa din recipient se evaporă sau fierbe la 100°F). oC).
Apariția vânturilor terestre și a brizelor marine implică, de asemenea, transfer de căldură prin conducție și convecție. Căldura specifică a uscatului este mai mică decât căldura specifică a apei de mare. Prin urmare, solul se încălzește mai repede atunci când este expus la soare și, de asemenea, se răcește mai repede când vine noaptea. Căldura uscatului încălzește mai repede aerul de deasupra (căldura se deplasează de la uscat la aer prin conducție). Temperatura aerului crește și aerul se dilată. Drept urmare, densitatea aerului scade. Dimpotrivă, temperatura apei de mare este mai rece, astfel încât aerul de deasupra nivelului mării este, de asemenea, mai rece decât aerul de la suprafața uscatului.
Aerul de la suprafața mării este mai rece, astfel încât densitatea este mai mare. Diferența de densitate a aerului face ca aerul de la suprafața mării să se deplaseze spre uscat, în timp ce aerul de pe sol se deplasează în sus. Cu cât ne îndepărtăm de suprafața pământului, cu atât cantitatea de aer scade, deoarece forța gravitațională a pământului devine mai mică. Deoarece cantitatea de aer scade, și presiunea aerului devine mai mică.
Aerul cald de pe uscat care se mișcă în sus s-a răcit deoarece este mai departe de suprafața pământului, presiunea aerului scade. Aerul rece se mișcă apoi în jos, nu spre suprafața uscatului, ci spre suprafața oceanului, care are temperaturi mai scăzute. Acest proces are loc continuu, astfel încât să existe un flux de aer dinspre mare către uscat. Pe scurt, aerul de lângă suprafața mării se mișcă spre sol, aerul de lângă suprafața pământului se mișcă în sus, iar aerul de deasupra se mișcă spre suprafața mării.
De ce se mișcă fumul mereu în sus? Fumul se mișcă în sus deoarece temperatura este mai mare decât temperatura aerului înconjurător. Deoarece temperatura fumului este mai mare, volumul crește și densitatea scade. Masa mai mică de fum provoacă o presiune mai mică, comparativ cu presiunea aerului înconjurător. Aerul din jurul fumului împinge fumul în sus.
De ce în sezonul ploios se deplasează norii în jos? În timpul sezonului ploios, norii conțin mulți vapori de apă, astfel încât densitatea norilor crește. Norii care conțin mulți vapori de apă și au o densitate mare se deplasează în jos spre locul unde aerul din jurul zonei are aceeași densitate ca densitatea norilor. Puteți pune întrebări și răspunde la multe lucruri legate de acest subiect dacă ați înțeles bine și corect explicația de mai sus.
