Tikrai esate girdėję konvekcijos srovės kai mes kalbėjome apie skirtingus Žemės sluoksniai. Kai kalbame apie konvekcines sroves Žemėje, mes kalbame apie medžiagų, sudarančių Žemės mantiją, tankio skirtumus. Taip pat yra konvekcinių srovių, tokių kaip skysčiai, kurie juda dėl temperatūros skirtumų. Šiame straipsnyje mes jums papasakosime viską apie tai.
Kas yra konvekcijos srovės
Kai randame skysčių, kurie juda ir juda, nes yra temperatūros ar tankio skirtumas, mes turime konvekcines sroves. Kad egzistuotų tokio tipo srovė, turi būti skystis, skystis ar dujos. Taip yra todėl, kad dalelės kietoje medžiagoje yra fiksuotos ir nejuda, todėl srauto negalima matyti dėl temperatūros ir tankio skirtumų. Be to, šis reiškinys yra svarbus tiriant konvekcija žemės.
Skirtumas tarp vienos ar kitos srities temperatūrų toje pačioje medžiagoje lemia energijos perdavimą iš didesnio ploto į mažesnį. Konvekcija vyksta iki visiškos pusiausvyros. Kai šis procesas vyksta dėl šilumos perdavimo, susidaro medžiagos srovės, kurios juda iš vienos vietos į kitą. Todėl tai taip pat laikoma masinio perkėlimo procesu.
Konvekcinės srovės, atsirandančios nuo natūraliai jie dar vadinami laisva konvekcija. Pavyzdžiui, jei ši konvekcija vyksta prietaiso, pvz., Ventiliatoriaus ar siurblio, viduje, tai vadinama priverstine konvekcija.
Kodėl susidaro konvekcinės srovės?
Šio tipo reiškiniai vyksta dėl temperatūrų skirtumo, dėl kurio dalelės juda, sukurdamos srovę. Ši srovė taip pat gali atsirasti, kai yra tankio skirtumas. Paprastai srautas eina ta kryptimi, kur yra aukštesnė temperatūra ar tankis, ten, kur temperatūra ir tankis yra mažesni. Šios konvekcinės srovės vyksta ir ore. Atmosferos slėgio srautai pučia ta kryptimi, kur tankis didesnis, į kur mažesnis. Audrų atveju vėjo krypties taikinys bus žemo slėgio zona, kaip matyti iš paveikslo kamuoliniai debesys atšiaurių oro sąlygų metu.
Tai daro žemo slėgio zoną vieta, kur yra kritulių ir net audrų. Kai srovė perduoda šilumą iš didelės energijos zonos į mažos energijos zoną, įvyksta ši konvekcija. Dujose, plazmos smėlyje ir centrinėje temperatūroje taip pat atsiranda didesnio ir mažesnio tankio regionų, kur atomai ir molekulės juda, kad užpildytų tuštesnes sritis. Apibendrinant galima pasakyti, kad karšti skysčiai kyla, o šalti nuolat skęsta.
Tai įvyks natūraliai, nebent yra energijos šaltinis, pavyzdžiui, saulės spinduliai ar šilumos šaltinis, kuris pakeistų šių srovių kryptį. Konvekcijos srovės vyksta tol, kol temperatūra ir tankis yra vienodi. Tai, kad temperatūra ir tankis Žemės sluoksniuose buvo visiškai vienodi, yra sudėtingiau. Taip yra dėl to, kad žemyninė pluta yra nuolat kuriama ir sunaikinama, todėl šeštoji į žemės mantiją nuolat įtraukia skirtingos temperatūros ir tankio medžiagas. Jau nekalbant apie temperatūras vidinės šerdies viduje.
Medžiagos, esančios mūsų planetos vidiniame šerdyje, yra tvirtos dėl tame centre esančio stipraus slėgio. Kita vertus, išorinė šerdis turi skystų medžiagų, nes, nors temperatūra ir labai aukšta, nėra tokio galingo slėgio.
Dėl nuolatinio medžiagų įvedimo, o temperatūros ir tankio skirtumas yra toks didelis, yra vadinamosios mantijos konvekcinės srovės ir jos yra judėjimo priežastis Tektoninės plokštės ir reiškinius, tokius kaip vulkanizmas.
Keletas pavyzdžių
Norėdami pateikti keletą pavyzdžių, kurie visa tai daro daug aiškiau, apibūdinsime taip: daugelis mokslininkų analizuoja jėgas, veikiančias skystį, siekdami jas suskirstyti į kategorijas ir suprasti konvekciją. Šios jėgos gali apimti gravitaciją, paviršiaus įtempimą, elektromagnetinius laukus, vibracijas, koncentracijos skirtumus ir ryšių tarp molekulių susidarymą. Šios konvekcinės srovės gali būti modeliuojamos ir apibūdintos naudojant skirtingas skaliarinės transporto lygtys.
Konvekcinės srovės pavyzdys gali būti tas, kuris gaunamas verdant vandenį puode. Kai tik pridedama keletas žirnių ar popieriaus lapo, kad būtų galima stebėti dabartinį srautą, galite pamatyti, kaip vidinis skylės dalies šilumos šaltinis šildo vandenį ir suteikia jam energijos, todėl molekulės juda greičiau. . Kai medžiaga įvedama žemoje temperatūroje, tai taip pat turi įtakos vandens tankiui. Vandeniui judant link paviršiaus, lieka šiek tiek energijos, kuri išbėga garų pavidalu. Garinimas pakankamai atvėsina paviršių, kad kai kurios molekulės vėl nugrimztų į puodo dugną.
Kitas karšto oro konvekcinės srovės pavyzdys yra tas, kuris atsiranda namuose kai oras kyla per namo stogą ar palėpę. Taip yra todėl, kad karštas oras yra mažiau tankus nei šaltas, todėl jis linkęs kilti aukštyn. Kaip minėjome anksčiau, tai matome ir su vėju. Saulės šviesa ir spinduliuotė šildo orą atmosferoje nustatant temperatūros skirtumą, dėl kurio oras juda. Kuo didesnis temperatūros skirtumas tarp vienos ir kitos zonos, tuo didesnis vėjo režimas. Taip yra todėl, kad daugiau oro judės iš aukštesnio slėgio zonos į žemesnio slėgio zoną.
