Du har helt sikkert hørt om konvektionsstrømme når vi har talt om de forskellige lag af jorden. Når vi taler om konvektionsstrømme inde i jorden, taler vi om forskellene i densitet af de materialer, der udgør jordens kappe. Der er også konvektionsstrømme som væsker, der bevæger sig, fordi der er forskelle i temperatur.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt om det.
Hvad er konvektionsstrømme
Når vi finder væsker, der bevæger sig og bevæger sig på grund af der er en forskel i temperatur eller tæthed, vi har konvektionsstrømme. For at denne type strøm kan eksistere, skal der være en væske, enten væske eller gas. Dette skyldes, at partiklerne i et fast stof er faste og ikke bevæger sig, derfor kan du ikke se en strøm på grund af forskelle i både temperatur og densitet.
Forskellen mellem temperaturerne i et eller andet område inden for det samme materiale er, hvad der forårsager en energioverførsel fra et større område til et mindre. Konvektion finder sted, indtil der er fuldstændig ligevægt. Når denne proces opstår på grund af varmeoverførsel, dannes strømme af stof, der bevæger sig fra et sted til et andet. Derfor betragtes det også som en masseoverførselsproces.
Konvektionsstrømme, der opstår fra naturligvis kaldes de også gratis konvektion. Hvis for eksempel denne konvektion finder sted inde i et apparat såsom en ventilator eller en pumpe, kaldes det tvungen konvektion.
Hvorfor dannes konvektionsstrømme?
Denne type fænomen finder sted på grund af en temperaturforskel, der får partiklerne til at bevæge sig, hvilket skaber en strøm. Denne strøm kan også forekomme, når der er en forskel i densitet. Normalt går strømmen i den retning, hvorfra der er højere temperatur eller tæthed til hvor der er mindre temperatur og tæthed. Disse konvektionsstrømme finder også sted i luft. Atmosfærisk tryk strømmer blæse i retning fra hvor der er mere tæthed til hvor der er mindre. I tilfælde af storm vil en lavtrykszone være målet for vindretningen.
Dette er det, der gør, at et område med lavt tryk kan blive et sted, hvor der er regn og endda storme. Når en strøm overfører varme fra zonen med høj energi til zonen med lav energi, opstår denne konvektion. I gasser og i plasmasand og central temperatur, der også fører til områder med højere og lavere tæthed, hvor atomer og molekyler bevæger sig for at udfylde de områder, der er tomere. Det kan siges på en opsummeret måde, at varme væsker stiger, mens kolde væsker synker kontinuerligt.
Dette vil ske naturligt, medmindre der er en energikilde, såsom sollys eller en varmekilde, der ændrer retningen af disse strømme. Konvektionsstrømme finder sted, indtil temperaturer og tætheder er ensartede. At temperaturerne og densiteterne var helt ensartede i jordlagene, er mere kompliceret. Dette skyldes det faktum, at den kontinentale skorpe er i kontinuerlig skabelse og ødelæggelse, derfor den sjette kontinuerligt inkorporerer materialer med forskellig temperatur og tæthed i forhold til jordens kappe. For ikke at nævne temperaturerne inde i den indre kerne.
Materialerne i den indre kerne af vores planet er solide på grund af det stærke tryk, der findes i midten. Den ydre kerne har på den anden side flydende materialer, for selvom temperaturerne er meget høje, er der ikke et så kraftigt tryk.
På grund af denne introduktion af materialer kontinuerligt og en forskel i temperatur og tæthed er så høj, er der såkaldte konvektionsstrømme i kappen og er årsagen til bevægelsen af Tektoniske plader.
Nogle eksempler
For at kunne sætte nogle eksempler, der gør alt dette meget klarere, vil vi beskrive følgende: mange forskere analyserer de kræfter, der virker på en væske for at være i stand til at kategorisere dem og forstå konvektion. Disse kræfter kan omfatte tyngdekraft, overfladespænding, elektromagnetiske felter, vibrationer, koncentrationsforskelle og dannelsen af bindinger mellem molekyler. Disse konvektionsstrømme kan modelleres og beskrives ved hjælp af forskellige skalære transportligninger.
Et eksempel på en konvektionsstrøm kan være den, der produceres ved at koge vand i en gryde. Så snart der tilføjes et par ærter eller et stykke papir for at spore strømmen, kan du se, hvordan varmekilden i den indre del af hullet varmer vandet og giver det energi, hvilket får molekylerne til at bevæge sig hurtigere . Når materialet introduceres ved en lav temperatur, påvirker det også vandtætheden. Når vandet bevæger sig mod overfladen, efterlader det noget energi, der undslipper i form af damp. Fordampning afkøler overfladen tilstrækkeligt til, at nogle molekyler kan synke tilbage til bunden af potten.
Et andet eksempel på en varmluftkonvektionstrøm er den, der forekommer i et hus når luft stiger gennem taget eller loftet i et hus. Dette skyldes, at varm luft er mindre tæt end kold luft, så den har tendens til at stige. Som vi har nævnt før, kan vi også se det med vinden. Sollys og stråling varmer luften i atmosfæren etablere en temperaturforskel, der får luften til at bevæge sig. Jo stejlere temperaturforskellen mellem et område og et andet, jo større vindregime. Dette skyldes, at mere luft bevæger sig fra zone med højere tryk til zone med lavere tryk.
Jeg håber, at det med disse eksempler er blevet meget tydeligere, hvad konvektionsstrømme er.