Uhamisho wa joto kwa kutumia msongamano

Umewahi kuwa ufukweni siku yenye jua? Siku yenye jua, daima kuna upepo unaovuma kutoka baharini hadi nchi kavu kwenye ufuo. Kwa nini kuna upepo kila wakati ufukweni na kwa nini upepo wa baharini (upepo unaovuma kutoka baharini hadi nchi kavu) hutokea wakati wa mchana, na upepo wa nchi kavu (upepo unaovuma kutoka nchi kavu hadi baharini) hutokea usiku? Kwa nini mawingu hushuka kwenye mteremko wa milima wakati wa msimu wa mvua? Kwa nini upepo unahisi baridi? Majibu ya maswali haya yanahusiana na joto maalum la ardhi na bahari, upanuzi, msongamano , na uhamishaji wa joto kwa kutumia msongamano ( uhamishaji wa joto ). Kwa kuelewa mada hii vizuri na kwa usahihi, unaweza kujibu maswali hapo juu na maswali mengine ambayo unaweza kuuliza baadaye.

Uhamisho wa joto kwa njia ya upitishaji kwa kawaida hutokea katika vitu vigumu au kutoka vitu vigumu hadi vitu vya kimiminika (vitu vya kimiminika hadi vitu vigumu) au kutoka vitu vigumu hadi vitu vya gesi (vitu vya gesi hadi vitu vigumu). Ambapo uhamisho wa joto kwa kutumia msongamano kwa kawaida hutokea katika vimiminika (k.m. maji) na gesi (k.m. hewa).

Uhamisho wa joto la msongamano ni uhamishaji wa joto unaoambatana na mwendo wa maada. Ili kuelewa vyema uhamisho wa joto la msongamano, fikiria kesi, kama vile maji yanayopashwa moto kwa kutumia moto. Wakati maji kwenye chombo yanapopashwa moto kwa moto, joto huhama kutoka kwenye moto (joto la juu) hadi kwenye chombo (joto la chini) kwa upitishaji na mionzi. Joto kisha huhama kutoka kwenye chombo (joto la juu) hadi kwenye maji karibu na chombo (joto la chini) kwa upitishaji. Nyongeza joto sababu suhu Maji karibu na chombo huongezeka. Kuongezeka kwa joto la maji husababisha maji kupanuka au ujazo wa maji kuongezeka. Kwa sababu ujazo wa maji huongezeka, msongamano Maji hupungua. Maji yaliyo karibu na chini ya chombo yana halijoto ya juu kuliko maji yaliyo juu yake. Kwa maneno mengine, maji yaliyo karibu na chini ya chombo yana ujazo mkubwa na msongamano mdogo, huku maji yaliyo juu yake yana ujazo mdogo na msongamano mkubwa. Tofauti ya msongamano husababisha maji yaliyo juu ya chombo, ambayo yana msongamano mkubwa, kushuka chini na maji yaliyo karibu na chini ya chombo, ambayo yana msongamano mdogo, kusogea juu. Utaratibu huu hutokea mfululizo hadi maji yote yaliyo ndani yawe na halijoto sawa (Ikiwa shinikizo la hewa ni angahewa 1, maji yaliyo kwenye chombo yatavukiza, yaani yatachemka kwa joto la 100 oC).

SOMA PIA  Fomula ya injini ya Carnot

Uhamisho wa joto kwa kutumia msongamano - 1Kutokea kwa upepo wa nchi kavu na upepo wa baharini pia kunahusisha uhamishaji wa joto kwa njia ya upitishaji na msongamano. Joto maalum la ardhi (joto maalum la kitu kigumu) ni la chini kuliko la maji ya bahari, kwa hivyo ardhi huwaka haraka zaidi inapowekwa wazi kwa mwanga wa jua na pia hupoa haraka zaidi usiku. Nchi kavu huwaka haraka zaidi, ikipasha joto hewa iliyo juu yake (uhamishaji wa joto kutoka nchi kavu hadi hewani kwa njia ya upitishaji). Joto la hewa linalopokea joto la ziada huongezeka na hewa hupanuka. Matokeo yake, msongamano wa hewa hupungua. Kinyume chake, halijoto ya maji ya bahari ni baridi zaidi, kwa hivyo hewa iliyo juu ya uso wa bahari pia ni baridi zaidi, ikilinganishwa na hewa iliyo juu ya uso wa ardhi. Hewa katika usawa wa bahari ni baridi zaidi, kwa hivyo msongamano wake ni mkubwa zaidi. Tofauti hii ya msongamano wa hewa husababisha hewa katika usawa wa bahari kusogea kuelekea nchi kavu, ikisukuma hewa juu yake juu. Kadiri inapokuwa mbali zaidi na uso wa Dunia, ndivyo hewa kidogo inavyozalishwa kutokana na kupungua kwa nguvu ya uvutano ya Dunia. Kwa sababu kiasi cha hewa hupungua, shinikizo la hewa pia hupungua. Hewa ya moto juu ya ardhi inayopanda juu hupoa kwa sababu kadiri inavyokuwa mbali zaidi na uso wa Dunia, ndivyo shinikizo la hewa linavyopungua. Hewa baridi hushuka tena, si kuelekea uso wa ardhi bali kuelekea uso wa bahari, ambayo ina halijoto ya baridi zaidi. Mchakato huu hutokea mfululizo, na kuunda mtiririko wa hewa kutoka baharini hadi nchi kavu. Kwa kifupi, hewa karibu na uso wa bahari husogea kuelekea nchi kavu, hewa karibu na uso wa ardhi husogea juu, na hewa juu yake husogea kuelekea uso wa bahari.

SOMA PIA  Uhamisho wa joto kwa mionzi

Kwa nini moshi husogea juu kila wakati?

Moshi hupanda kwa sababu halijoto yake ni kubwa kuliko hewa inayozunguka. Kwa sababu halijoto ya moshi ni kubwa, ujazo wake huongezeka na msongamano wake hupungua. Msongamano mdogo wa moshi husababisha shinikizo la chini la moshi ikilinganishwa na shinikizo la hewa inayozunguka. Hewa inayozunguka husukuma moshi juu.

Kwa nini mawingu hushuka chini wakati wa msimu wa mvua? Wakati wa msimu wa mvua, mawingu huwa na mvuke mwingi wa maji, na kuongeza msongamano wao. Mawingu yenye mvuke mwingi wa maji na yenye msongamano mkubwa hushuka chini kuelekea mahali ambapo hewa inayozunguka ina msongamano sawa na wingu.

SOMA PIA  Athari ya Compton

Referensi