Článok o prenose tepla konvekciou
Boli ste niekedy na pláži, keď bolo slnečno? Za jasného dňa na pláži vždy fúka vietor od mora. Prečo na pláži vždy fúka vietor a prečo cez deň fúka morský vánok (vietor fúkajúci od mora k pevnine) a v noci pevninský vánok (vietor fúkajúci z pevniny k moru)? Prečo sa v období dažďov môžu mraky zniesť na svahy? Prečo je vietor chladný? Odpovede na tieto otázky sa týkajú špecifického tepla pevniny a mora, rozťažnosti, hustoty a prenosu tepla konvekciou!
Správnym a dobrým pochopením danej témy môžete odpovedať na vyššie uvedené otázky a na ďalšie otázky, ktoré si môžete položiť neskôr.
Prenos tepla vedením zvyčajne prebieha v pevných telesách alebo z pevných teles do kvapalných teles (a z kvapalných teles do pevných teles) alebo z pevných teles do plynných teles (a z plynných teles do pevných teles). Zatiaľ čo prenos tepla konvekciou sa typicky vyskytuje v kvapalných telesách (napr. voda) a plynných telesách (napr. voda). Prenos tepla konvekciou je prenos tepla sprevádzaný prenosom telies. Aby ste lepšie pochopili prenos tepla konvekciou, pozrime sa na príklad, napríklad ohriatu vodu pomocou ohňa. Keď sa voda v nádobe ohrieva ohňom, teplo sa presúva z ohňa (vysoká teplota) do nádoby (nízka teplota) vedením a žiarením. Potom sa teplo presúva z nádoby (vyššia teplota) do vody v blízkosti nádoby (nižšia teplota) vedením. Dodatočné teplo spôsobuje zvýšenie teploty vody v blízkosti nádoby.
Zvyšujúca sa teplota vody spôsobuje jej rozpínanie alebo zväčšovanie objemu vody. Pretože so zvyšujúcim sa objemom vody sa hustota vody znižuje. Voda v blízkosti dna nádoby má vyššiu teplotu ako voda vedľa nej. Inými slovami, voda v blízkosti dna nádoby má väčší objem a menšiu hustotu, zatiaľ čo voda nad ňou má menší objem a vyššiu hustotu. Rozdiel v hustote spôsobuje, že voda na povrchu nádoby, ktorá má vyššiu hustotu, sa pohybuje nadol a voda v blízkosti dna nádoby, ktorá má menšiu hustotu, sa pohybuje nahor. Tento proces prebieha nepretržite, kým všetka voda vo vnútri nedosiahne rovnakú teplotu (ak je tlak vzduchu 1 atmosféra, potom sa voda v nádobe vyparuje alebo vrie pri 100 ° C).
Výskyt pozemných vetrov a morského vánku zahŕňa aj prenos tepla vedením a konvekciou. Merné teplo pevniny je menšie ako merné teplo morskej vody. Preto sa zem rýchlejšie zahrieva, keď je vystavená slnku, a tiež sa ochladzuje, keď príde noc. Teplo pevniny rýchlejšie ohrieva vzduch nad ňou (teplo sa prenáša z pevniny do vzduchu vedením). Teplota vzduchu sa zvyšuje a vzduch sa rozpína. V dôsledku toho sa hustota vzduchu znižuje. Naopak, teplota morskej vody je chladnejšia, takže vzduch nad hladinou mora je tiež chladnejší ako vzduch na povrchu pevniny.
Vzduch na hladine mora je chladnejší, takže hustota je vyššia. Rozdiel v hustote vzduchu spôsobuje, že vzduch na hladine mora sa pohybuje smerom k pevnine, zatiaľ čo vzduch na zemi sa pohybuje smerom nahor. Čím ďalej od povrchu Zeme, tým menej vzduchu, pretože gravitačná sila Zeme sa zmenšuje. Keďže množstvo vzduchu klesá, znižuje sa aj tlak vzduchu.
Horúci vzduch na pevnine, ktorý stúpa nahor, sa ochladí, pretože je ďalej od zemského povrchu, tlak vzduchu klesá. Studený vzduch sa potom pohybuje nadol, nie smerom k povrchu pevniny, ale smerom k povrchu oceánu, ktorý má nižšie teploty pod bodom mrazu. Tento proces prebieha nepretržite, takže dochádza k prúdeniu vzduchu z mora na pevninu. Stručne povedané, vzduch blízko povrchu mora sa pohybuje k zemi, vzduch blízko povrchu Zeme sa pohybuje nahor a vzduch nad ním sa pohybuje k povrchu mora.
Prečo dym vždy stúpa nahor? Dym stúpa nahor, pretože teplota je vyššia ako teplota okolitého vzduchu. Pretože teplota dymu je vyššia, objem sa zväčšuje a hustota sa znižuje. Menšia hmotnosť dymu spôsobuje menší tlak v porovnaní s tlakom okolitého vzduchu. Vzduch okolo dymu tlačí dym nahor.
Prečo sa v období dažďov oblaky pohybujú nadol? Počas obdobia dažďov obsahujú oblaky veľa vodnej pary, takže hustota oblakov sa zvyšuje. Oblaky, ktoré obsahujú veľa vodnej pary a majú veľkú hustotu, sa pohybujú nadol smerom k miestu, kde má vzduch v okolí rovnakú hustotu ako hustota oblakov. Ak ste dobre a správne pochopili vyššie uvedené vysvetlenie, môžete klásť otázky a odpovedať na mnohé otázky týkajúce sa tejto témy.
