Konvekciaj fluoj

Certe vi aŭdis pri konvekciaj fluoj kiam ni parolis pri la malsamaj tavoloj de la Tero. Kiam ni parolas pri konvekciaj fluoj ene de la tero, ni parolas pri la diferencoj en denseco de la materialoj, kiuj konsistas el la tera mantelo. Ekzistas ankaŭ konvekciaj fluoj kiel fluidoj, kiuj moviĝas, ĉar estas diferencoj de temperaturo.

En ĉi tiu artikolo ni rakontos al vi ĉion pri ĝi.

Kio estas konvekciaj fluoj

Kiam ni trovas fluidojn, kiuj moviĝas kaj moviĝas ĉar estas diferenco de temperaturo aŭ denseco, ke ni havas konvekciojn. Por ke ĉi tiu speco de kurento ekzistu, devas esti fluaĵo, ĉu likva, ĉu gasa. Ĉi tio estas ĉar la partikloj ene de solido estas fiksitaj kaj ne moviĝas, do vi ne povas vidi fluon pro diferencoj en temperaturo kaj denseco.

La diferenco inter la temperaturoj de unu aŭ alia areo ene de la sama materialo estas tio, kio kaŭzas translokigon de energio de pli granda areo al pli malgranda. Konvekcio okazas ĝis kompleta ekvilibro. Kiam ĉi tiu procezo okazas pro varmotransigo, formiĝas fluoj de materio, kiuj moviĝas de unu loko al alia. Tial, ĝi ankaŭ estas konsiderata amasa transiga procezo.

Konvekciaj fluoj okazantaj de nature ili ankaŭ nomiĝas libera konvekcio. Se ekzemple ĉi tiu konvekcio okazas ene de aparato kiel ventumilo aŭ pumpilo, ĝi nomiĝas devigita konvekcio.

Kial formiĝas konvekciaj fluoj?

Ĉi tiu speco de fenomeno okazas pro temperatura diferenco, kiu kaŭzas la movadon de la partikloj kreante kurenton. Ĉi tiu fluo ankaŭ povas okazi kiam estas diferenco de denseco. Normale la fluo iras en la direkto de kie estas pli alta temperaturo aŭ denseco al kie estas malpli temperaturo kaj denseco. Ĉi tiuj konvekciaj fluoj ankaŭ okazas en aero. Atmosfera premo fluas blovi en la direkto de kie estas pli da denseco al kie estas malpli. Ĉe ŝtormoj, malaltprema zono estos la celo de la ventodirekto.

Jen kio faras malaltpreman zonon loko kie estas pluvoj kaj eĉ ŝtormoj. Kiam kurento transdonas varmon de la alta energia zono al la malalta energia zono, ĉi tiu konvekcio okazas. En gasoj kaj en plasmo sablo kaj centra temperaturo, kiuj ankaŭ kondukas al regionoj de pli alta kaj pli malalta denseco, kie atomoj kaj molekuloj moviĝas por plenigi la areojn pli malplenajn. Oni povas diri resumite, ke varmaj fluidoj kreskas dum malvarmaj fluoj senĉese sinkas.

Ĉi tio okazos nature, krom se ekzistas energifonto, kiel sunlumo aŭ varmofonto, kiu ŝanĝas la direkton de ĉi tiuj fluoj. Konvekciaj fluoj okazas ĝis temperaturoj kaj densecoj estas unuformaj. Ke la temperaturoj kaj la densoj estis tute unuecaj en la tavoloj de la Tero estas pli komplike. Ĉi tio estas ĉar la kontinenta ŝelo estas en kontinua kreado kaj detruo, tial la sesa kontinue korpigas materialojn de malsama temperaturo kaj denseco al la tera mantelo. Ne menciante la temperaturojn ene de la interna kerno.

La materialoj en la interna kerno de nia planedo estas solidaj pro la forta premo, kiu ekzistas en la centro. La ekstera kerno, aliflanke, havas fluidajn materialojn ĉar, kvankam la temperaturoj estas tre altaj, ne ekzistas tiel potenca premo.

Pro ĉi tiu enkonduko de materialoj senĉese kaj diferenco de temperaturo kaj denseco estas tiel alta, ekzistas tiel nomataj konvekciaj fluoj de la mantelo kaj estas la kaŭzo de la movado de la Tektonaj platoj.

Iuj ekzemploj

Por povi meti iujn ekzemplojn, kiuj multe pli klarigas ĉi tion, ni priskribos la jenon: multaj sciencistoj analizas la fortojn, kiuj agas sur fluidaĵo, por povi klasifiki ilin kaj kompreni konvekcion. Ĉi tiuj fortoj povas inkluzivi graviton, surfacan streĉon, elektromagnetajn kampojn, vibrojn, koncentriĝajn diferencojn kaj formadon de ligoj inter molekuloj. Ĉi tiuj konvekciaj fluoj povas esti modeligitaj kaj priskribitaj per malsamaj skalaj transportaj ekvacioj.

Ekzemplo de konvekcia kurento povas esti tiu produktita per boligado de akvo en poto. Tuj kiam kelkaj pizoj aŭ peco da papero aldoniĝas por spuri la nunan fluon, vi povas vidi kiel la varmofonto en la interna parto de la truo varmigas la akvon kaj donas al ĝi energion, igante la molekulojn moviĝi pli rapide. Kiam la materialo estas enkondukita je malalta temperaturo, ĝi ankaŭ influas la densecon de la akvo. Kiam la akvo moviĝas al la surfaco, ĝi lasas iom da energio, kiu eskapas en formo de vaporo. Vaporiĝo malvarmigas la surfacon sufiĉe por ke iuj molekuloj sinku reen al la fundo de la poto.

Alia ekzemplo de konvekcia fluo de varma aero estas tiu, kiu okazas en domo kiam aero leviĝas tra la tegmento aŭ subtegmento de domo. Ĉi tio estas ĉar varma aero estas malpli densa ol malvarma aero do ĝi emas leviĝi. Kiel ni menciis antaŭe, ni ankaŭ povas vidi ĝin kun la vento. Sunlumo kaj radiado varmigas la aeron en la atmosfero establante temperaturan diferencon, kiu kaŭzas la aeron moviĝi. Ju pli kruta estas la temperatura diferenco inter unu areo kaj alia, des pli granda estas la ventoreĝimo. Ĉi tio estas ĉar pli da aero moviĝos de la pli alta premzono al la pli malalta premzono.

Mi esperas, ke per ĉi tiuj ekzemploj fariĝis multe pli klare, kio estas konvekciaj fluoj.