Contenuto
- Nozioni di base sulla convezione
- Convezione naturale e forzata
- Celle di convezione
- Celle di convezione nell'atmosfera
- Altre celle di convezione
Una cella di convezione è un sistema in cui un fluido viene riscaldato, perde densità e viene forzato in una regione di maggiore densità. Il ciclo si ripete e un modello di forme di movimento. Le cellule di convezione nell'atmosfera terrestre sono responsabili del soffio del vento e possono essere trovate in una varietà di altri fenomeni naturali e artificiali.
Nozioni di base sulla convezione
La convezione, insieme a conduzione e radiazione, è uno dei tre metodi di trasferimento del calore. La convezione avviene attraverso l'effettivo movimento della materia. Ciò significa che la convezione può avvenire solo in gas, liquidi e plasma, non in materia solida. Un buon esempio di convezione è in mongolfiera. Mentre l'aria nel palloncino viene riscaldata, le molecole di cui è composta si diffondono. Questo porta ad un aumento del volume dell'aria, che porta ad una diminuzione della densità. La materia densa si trasforma in materia meno densa ogni volta che ha una possibilità. L'aria calda nel pallone viene spinta verso l'alto dall'aria più fredda dell'atmosfera circostante, portando con sé il pallone.
Convezione naturale e forzata
La convezione naturale ha luogo quando il movimento è interamente dovuto alle differenze di densità tra materia calda e fredda. La convezione forzata si verifica quando un'altra forza, come un ventilatore o una pompa, contribuisce al movimento.
Celle di convezione
È necessaria una fonte di calore per formare una cella di convezione. Il fluido viene riscaldato dalla fonte di calore e viene allontanato. Il fluido inizia quindi a perdere calore e si raffredda inevitabilmente. Questa materia più fredda e più densa viene forzata indietro verso la fonte di calore iniziale dal flusso di materia appena riscaldata. Un sistema di forme di movimento, chiamato cellula di convezione. Il fluido continuerà a muoversi fino a quando è presente la fonte di calore.
Celle di convezione nell'atmosfera
Le cellule di convezione si verificano nell'atmosfera terrestre su piccola e grande scala. Una brezza marina, ad esempio, può essere il risultato di una cella di convezione. L'acqua trattiene il calore meglio della terra. Ciò significa che quando sorge il sole, l'aria sulla terra si riscalda più rapidamente dell'aria sopra l'acqua. Un'area a bassa densità si forma sulla terra. L'aria ad alta densità proveniente dall'acqua cerca di sostituirla, creando una brezza oceanica. Di notte succede la stessa cosa, ma al contrario. Su una scala più ampia, l'aria viene riscaldata da temperature più elevate all'equatore, sale e si diffonde a nord e sud verso i poli, dove viene raffreddata.
Altre celle di convezione
Le celle di convezione sono responsabili di far lievitare e affondare i maccheroni in una pentola di acqua bollente. Una delle forze che contribuisce all'eruzione di lava da un vulcano è la convezione. Le cellule di convezione possono anche essere trovate sul sole.