Ste že kdaj bili na plaži na sončen dan? Na sončen dan na plaži vedno piha veter z morja na kopno. Zakaj na plaži vedno piha veter in zakaj podnevi piha morski vetrič (veter piha z morja na kopno), ponoči pa kopenski vetrič (veter piha s kopnega na morje)? Zakaj se oblaki v deževnem obdobju spuščajo na gorska pobočja? Zakaj se veter zdi hladen? Odgovori na ta vprašanja se nanašajo na specifično toploto kopnega in morja, raztezanje, gostoto in prenos toplote s konvekcijo ( prenos toplote ). Če boste to temo dobro in pravilno razumeli, boste lahko odgovorili na zgornja vprašanja in druga vprašanja, ki si jih boste morda zastavili kasneje.
Prenos toplote s prevodnostjo se običajno dogaja v trdnih snoveh ali iz trdnih snovi v tekočine (iz tekočin v trdne snovi) ali iz trdnih snovi v pline (iz plinov v trdne snovi). Konvekcijski prenos toplote se običajno dogaja v tekočinah (npr. vodi) in plinih (npr. zraku).
Konvekcijski prenos toplote je prenos toplote, ki ga spremlja gibanje snovi. Za boljše razumevanje konvekcijskega prenosa toplote si oglejmo primer, kot je segrevanje vode z ognjem. Ko se voda v posodi segreva z ognjem, se toplota s prevajanjem in sevanjem premakne iz ognja (visoka temperatura) v posodo (nizka temperatura). Toplota se nato s prevajanjem premakne iz posode (višja temperatura) v vodo blizu posode (nižja temperatura). Dodatna toplota povzroči zvišanje temperature vode blizu posode. Zvišanje temperature povzroči, da se voda razširi in poveča svoj volumen. Z naraščanjem volumna se njena gostota zmanjšuje. Voda blizu dna posode ima višjo temperaturo kot voda nad njo. Z drugimi besedami, voda blizu dna posode ima večji volumen in manjšo gostoto, medtem ko ima voda nad njo manjši volumen in višjo gostoto. Razlika v gostoti povzroči, da se voda na površini posode, ki ima večjo gostoto, premika navzdol, voda blizu dna posode, ki ima manjšo gostoto, pa navzgor. Ta proces se dogaja neprekinjeno, dokler vsa voda v posodi ne doseže enake temperature (če je zračni tlak 1 atmosfera, bo voda v posodi izhlapela, tj. zavrela pri temperaturi 100 ° C).
Pojav kopenskih in morskih vetričev vključuje tudi prenos toplote s prevajanjem in konvekcijo. Specifična toplota kopnega (specifična toplota trdne snovi) je nižja od specifične toplote morske vode, zato se kopno hitreje segreje, ko je izpostavljeno sončni svetlobi, in se ponoči tudi hitreje ohladi. Kopno se segreje hitreje in segreva zrak nad njim (toplota se prenaša s kopnega na zrak s prevajanjem). Temperatura zraka, ki prejema dodatno toploto, se poveča in zrak se razširi. Posledično se gostota zraka zmanjša. Nasprotno pa je temperatura morske vode hladnejša, zato je tudi zrak nad morsko gladino hladnejši v primerjavi z zrakom nad kopnim. Zrak na morski gladini je hladnejši, zato je njegova gostota večja. Ta razlika v gostoti zraka povzroči, da se zrak na morski gladini premika proti kopnemu in potiska zrak nad njim navzgor. Dlje ko je od Zemljine površine, manj zraka se proizvaja zaradi zmanjševanja Zemljine gravitacijske sile. Ker se količina zraka zmanjšuje, se zmanjšuje tudi zračni tlak. Vroč zrak nad kopnim, ki se premika navzgor, se ohladi, ker dlje ko je od Zemljine površine, manjši je zračni tlak. Hladen zrak se nato spet premakne navzdol, ne proti kopnemu površju, temveč proti oceanskemu površju, ki ima hladnejšo temperaturo. Ta proces se dogaja neprekinjeno in ustvarja pretok zraka iz morja na kopno. Skratka, zrak blizu morske površine se premika proti kopnemu, zrak blizu kopnega se premika navzgor, zrak nad njo pa se premika proti morski površini.
Zakaj se dim vedno dviga navzgor?
Dim se dviga, ker je njegova temperatura višja od temperature okoliškega zraka. Ker je temperatura dima višja, se njegov volumen poveča in gostota zmanjša. Nižja gostota dima povzroči nižji tlak dima v primerjavi s tlakom okoliškega zraka. Okoliški zrak potiska dim navzgor.
Zakaj se oblaki v deževnem obdobju premikajo navzdol? V deževnem obdobju oblaki vsebujejo veliko vodne pare, kar povečuje njihovo gostoto. Oblaki, ki vsebujejo veliko vodne pare in imajo visoko gostoto, se premikajo navzdol proti mestu, kjer ima okoliški zrak enako gostoto kot oblak.
