Sisältö
- Konvektion perusteet
- Luonnollinen ja pakotettu konvektio
- Konvektion solut
- Konvektion solut ilmakehässä
- Muut konvektiosolut
Konvektiokenno on järjestelmä, jossa neste lämmitetään, menettää tiheyden ja pakotetaan suuremman tiheyden alueelle. Jakso toistuu ja muodostetaan liikekuvio. Maapallon ilmakehän konvektiosolut vastaavat tuulen puhaltamisesta, ja niitä voi löytää monista muista luonnon ja ihmisen aiheuttamista ilmiöistä.
Konvektion perusteet
Konvektio, johtavuuden ja säteilyn lisäksi, on yksi kolmesta lämmönsiirtomenetelmästä. Konvektio tapahtuu aineen todellisen liikkeen kautta. Tämä tarkoittaa, että konvektio voi tapahtua vain kaasuissa, nesteissä ja plasmassa - ei kiinteissä aineissa. Hyvä esimerkki konvektiosta on kuumailmapallo. Kun ilmapallo kuumenee, molekyylit, joista se koostuu, leviävät. Tämä johtaa ilmatilavuuden lisääntymiseen, mikä johtaa tiheyden pienenemiseen. Tiheä aine siirtyy vähemmän tiheään aineeseen aina, kun sillä on mahdollisuus. Ympäröivän ilmakehän viileämpi ilma työntää ilmapalloissa olevaa lämmintä ilmaa ylöspäin ottaen ilmapallo mukaan.
Luonnollinen ja pakotettu konvektio
Luonnollinen konvektio tapahtuu, kun liike johtuu kokonaan lämpimän ja kylmän aineen tiheyseroista. Pakotettu konvektio tapahtuu, kun toinen voima, kuten tuuletin tai pumppu, vaikuttaa liikkeeseen.
Konvektion solut
Lämpölähde tarvitaan konvektiosolun muodostumiseen. Lämpölähde lämmittää nestettä ja se työnnetään pois. Neste alkaa sitten menettää lämpöä ja väistämättä jäähtyy. Tämä viileämpi, tiheämpi aine pakotetaan takaisin kohti alkuperäistä lämmönlähdettä vasta kuumennetun aineen virtauksella. Liikemuotojen järjestelmä, jota kutsutaan konvektiosoluksi. Neste liikkuu niin kauan kuin lämmönlähde on läsnä.
Konvektion solut ilmakehässä
Konvektion soluja esiintyy maapallon ilmakehässä sekä pienillä että suurilla asteikoilla. Esimerkiksi merituuli voi olla seurausta konvektiosolusta. Vesi pitää lämpöä paremmin kuin maa. Tämä tarkoittaa, että auringon noustessa maassa oleva ilma lämpenee nopeammin kuin veden yläpuolella oleva ilma. Maan yli muodostuu pienitiheysalue. Veden korkeamman tiheyden ilma pyrkii korvaamaan sen luomalla merituulen. Yöllä sama asia tapahtuu, mutta päinvastoin. Suuremmassa mittakaavassa ilmaa lämmittää korkeammat lämpötilat päiväntasaajassa, nousee ja leviää pohjoiseen ja etelään kohti napoja, missä se jäähdytetään.
Muut konvektiosolut
Konvektiokennot vastaavat siitä, että makaronit nousevat ja vajoavat kattilaan kiehuvaa vettä. Yksi tulivuoren purkautumiseen vaikuttavista voimista on konvektio. Konvektion soluja voi löytää jopa auringosta.