Innehåll
- Grunderna för konvektion
- Naturlig och tvingad konvektion
- Konvektionsceller
- Konvektionsceller i atmosfären
- Andra konvektionsceller
En konvektionscell är ett system där en vätska värms upp, tappar densitet och tvingas in i ett område med större densitet. Cykeln upprepas och ett rörelsemönster bildas. Konvektionsceller i jordens atmosfär är ansvariga för vindblåsning och kan hittas i en mängd andra natur- och människofenomen.
Grunderna för konvektion
Konvektion, tillsammans med ledning och strålning, är en av de tre metoderna för värmeöverföring. Konvektion sker genom materiens rörelse. Detta innebär att konvektion endast kan ske i gaser, vätskor och plasma - inte fast material. Ett bra exempel på konvektion är i en luftballong. När luften i ballongen upphettas sprids molekylerna i vilken den består. Detta leder till en ökning av luftvolymen, vilket leder till en minskning i densitet. Tät materia rör sig till mindre tät materia när den har en chans. Den varma luften i ballongen skjuts uppåt av den svalare luften i den omgivande atmosfären och tar ballongen med sig.
Naturlig och tvingad konvektion
Naturlig konvektion äger rum när rörelsen helt beror på densitetsskillnader mellan varm och kall materia. Tvingad konvektion inträffar när en annan kraft, till exempel en fläkt eller pump, bidrar till rörelsen.
Konvektionsceller
En värmekälla krävs för att en konvektionscell ska bildas. Vätska värms av värmekällan och skjuts bort. Vätskan börjar sedan tappa värmen och svalnar oundvikligen. Denna kallare, tätare substans tvingas tillbaka mot den ursprungliga värmekällan av flödet av nyuppvärmd materia. Ett rörelsessystem som kallas en konvektionscell. Vätskan fortsätter att röra sig så länge värmekällan finns.
Konvektionsceller i atmosfären
Konvektionsceller förekommer i jordens atmosfär på både små och stora skalor. En havsbris, till exempel, kan vara resultatet av en konvektionscell. Vatten håller värme bättre än mark. Detta innebär att när solen står upp värmer luften på land snabbare än luften ovanför vattnet. Ett land med låg densitet bildas över landet. Luft med högre densitet från vattnet försöker ersätta den och skapa en havbris. På natten händer samma sak, men omvänt. I större skala värms luft av högre temperaturer vid ekvatorn, stiger och sprider sig norr och söder mot polerna, där den kyls.
Andra konvektionsceller
Konvektionsceller ansvarar för att makaroner stiger och sjunker i en kastrull med kokande vatten. En av krafterna som bidrar till att lava bryter ut från en vulkan är konvektion. Konvektionsceller kan till och med hittas på solen.