Correntes de convección

Seguro que xa escoitou falar correntes de convección cando falamos do diferente capas da Terra. Cando falamos de correntes de convección dentro da terra falamos das diferenzas de densidade dos materiais que compoñen o manto terrestre. Tamén hai correntes de convección como fluídos que se están movendo porque hai diferenzas de temperatura.

Neste artigo imos contarche todo sobre iso.

Que son as correntes de convección

Cando atopamos fluídos que se moven e se moven porque hai unha diferenza de temperatura ou densidade temos correntes de convección. Para que exista este tipo de corrente, debe haber un fluído, xa sexa líquido ou gasoso. Isto ocorre porque as partículas dun sólido están fixas e non se moven, polo tanto, non se pode ver un fluxo debido ás diferenzas tanto de temperatura como de densidades.

A diferenza entre as temperaturas dunha zona ou outra dentro do mesmo material é o que provoca unha transferencia de enerxía dunha área maior a outra máis pequena. A convección ten lugar ata que hai un equilibrio completo. Cando este proceso se produce debido a unha transferencia de calor, fórmanse correntes de materia que se moven dun lugar a outro. Polo tanto, tamén se considera un proceso de transferencia masiva.

Correntes de convección que se producen a partir de naturalmente tamén se chaman convección libre. Se, por exemplo, esta convección ten lugar dentro dun aparello como un ventilador ou unha bomba, denomínase convección forzada.

Por que se forman as correntes de convección

Este tipo de fenómeno prodúcese debido a unha diferenza de temperatura que fai que as partículas se movan creando unha corrente. Esta corrente tamén pode producirse cando hai diferenza de densidade. Normalmente o fluxo vai na dirección desde onde hai maior temperatura ou densidade ata onde hai menos temperatura e densidade. Estas correntes de convección tamén teñen lugar no aire. Os fluxos de presión atmosférica sopran na dirección desde onde hai máis densidade ata onde hai menos. No caso das tormentas, unha zona de baixa presión será o obxectivo da dirección do vento.

Isto é o que converte a unha zona de baixa presión nun lugar onde hai precipitacións e incluso tormentas. Cando unha corrente transfire calor desde a zona de alta enerxía á zona de baixa enerxía, prodúcese esta convección. Nos gases e no plasma area e temperatura central que tamén leva a rexións de maior e menor densidade, onde os átomos e as moléculas móvense para encher as áreas máis baleiras. Pódese dicir dun xeito resumido que os fluídos quentes están aumentando mentres os fluídos fríos afúndense continuamente.

Isto sucederá de forma natural a non ser que haxa unha fonte de enerxía, como a luz solar ou unha fonte de calor, que cambie a dirección destas correntes. As correntes de convección teñen lugar ata que as temperaturas e densidades son uniformes. É máis complicado que as temperaturas e as densidades fosen completamente uniformes entre as capas da Terra. Isto débese ao feito de que a codia continental está en continua creación e destrución, polo tanto, é a sexta que incorpora continuamente materiais de diferente temperatura e densidade ao manto terrestre. Sen esquecer as temperaturas no interior do núcleo interno.

Os materiais do núcleo interno do noso planeta son sólidos debido á forte presión que existe no centro. O núcleo exterior, por outra banda, ten materiais fluídos porque, aínda que as temperaturas son moi altas, non existe unha presión tan potente.

Debido a esta introdución continua de materiais e a diferenza de temperatura e densidade é tan elevada, existen as chamadas correntes de convección do manto e son a causa do movemento do Placas tectónicas.

Algúns exemplos

Para poder poñer algúns exemplos que deixan todo isto moito máis claro, imos describir o seguinte: moitos científicos analizan as forzas que actúan sobre un fluído para poder clasificalos e comprender a convección. Estas forzas poden incluír a gravidade, a tensión superficial, os campos electromagnéticos, as vibracións, as diferenzas de concentración e a formación de enlaces entre as moléculas. Estas correntes de convección pódense modelar e describir empregando diferentes ecuacións de transporte escalar.

Un exemplo de corrente de convección pode ser o producido por ferver auga nunha pota. En canto se engaden algúns chícharos ou un anaco de papel para rastrexar o fluxo de corrente, podes ver como a fonte de calor na parte interna do burato quenta a auga e dálle enerxía, facendo que as moléculas se movan máis rápido. Cando o material se introduce a baixa temperatura tamén afecta á densidade da auga. A medida que a auga se move cara á superficie deixa certa enerxía que escapa en forma de vapor. A evaporación arrefría a superficie o suficiente para que algunhas moléculas volvan afundirse ao fondo do pote.

Outro exemplo de corrente de convección de aire quente é o que se produce nunha casa cando o aire sube polo tellado ou o faiado dunha casa. Isto débese a que o aire quente é menos denso que o frío polo que tende a subir. Como mencionamos antes, tamén podemos velo co vento. A luz solar e a radiación quentan o aire da atmosfera establecendo unha diferenza de temperatura que fai mover o aire. Canto máis forte é a diferenza de temperatura entre unha área e outra, maior será o réxime de vento. Isto débese a que se moverá máis aire desde a zona de presión máis alta ata a zona de presión máis baixa.

Espero que con estes exemplos quedase moito máis claro que son as correntes de convección.